Onderzoekers hebben MRI-scans gecombineerd met fysica-geïnformeerde kunstmatige intelligentie om de stroming van waterachtige vloeistof in de hersenen te meten. Deze stroming hoort bij het glymfatisch systeem en speelt een rol bij het verwijderen van stofwisselingsafval dat met ziektes zoals Alzheimer wordt geassocieerd.
Het vaststellen van de snelheid is lastig omdat de stromen erg traag zijn en een MRI zulke zwakke snelheden niet direct registreert, zegt professor Douglas Kelley van de University of Rochester. Daarom ontwikkelde het team AI-instrumenten die fysieke kennis verwerken en zo realistische schattingen maken.
In Science Advances beschrijven de onderzoekers hoe ze neurale netwerken trainden met video's van kleurstof die zich in de tijd door hersenweefsel verspreidt. De AI kon zowel de vloeistofsnelheid als de doorlaatbaarheid van het weefsel afleiden. Ze vinden twee hoofdroutes: een snellere stroom langs open gebieden, en een veel tragere stroom die door diep weefsel sijpelt, ongeveer vijftig keer langzamer.
Tot nu toe verzamelde het team basismetingen in dieren zoals muizen. Later willen ze stroming vergelijken in gezonde en zieke, en in jonge en oude hersenen, en uiteindelijk circulatie bij mensen bestuderen.
Moeilijke woorden
- kunstmatige intelligentie — computerprogramma's die leren van data
- fysica-geïnformeerde — waarbij kennis van natuurkunde gebruikt wordt
- glymfatisch systeem — systeem dat hersenvloeistof en afval transporteert
- stofwisselingsafval — afvalstoffen die ontstaan bij lichaamsprocessen
- doorlaatbaarheid — hoe makkelijk iets door weefsel gaat
- neuraal netwerk — computermodel met veel verbonden knooppuntenneurale netwerken
- sijpelen — langzaam en geleidelijk door iets gaansijpelt
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Zou je het belangrijk vinden dat onderzoekers deze stroming later bij mensen meten? Waarom wel of niet?
- Hoe kan fysica-geïnformeerde AI beter werken dan AI zonder fysieke kennis, volgens de tekst?
- Welke voordelen heeft het om stroming te vergelijken in jonge en oude hersenen?
Gerelateerde artikelen
Hulpmiddel verlaagt partijdige vijandigheid in X-feed
Onderzoekers maakten een webextensie die vijandige politieke berichten in iemands X-feed lager of hoger zet zonder berichten te verwijderen of hulp van het platform. Een experiment met vrijwilligers liet zien dat minder negatieve content mensen warmer tegenover de andere partij maakte.
Darmbacterie beschermt muizen tegen dodelijke longontsteking
Onderzoekers vonden dat één type darmbacterie muizen kon beschermen tegen ernstige bacteriële longontsteking na een griepinfectie. De bacterie veranderde immuuncellen in de long en hield zo hun verdediging tegen ademhalingsbacteriën actief.
Hersenen verwerken overgeslagen woorden tijdens lezen
Nieuw onderzoek van de University of South Florida laat zien dat mensen vaak woorden overslaan tijdens lezen, maar dat de hersenen die woorden via perifere visie toch deels verwerken. De studie combineerde EEG-metingen en camera-gebaseerde blikregistratie.
Pinguïns meten chemische vervuiling langs de Patagonische kust
Onderzoekers plaatsten siliconen bandjes op Magelhaenpinguïns langs de Patagonische kust en ontdekten PFAS in meer dan 90% van de bandjes. De weinig-invasieve methode helpt vervuiling op moeilijk bereikbare plekken op te sporen.
