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
Vraag het niet aan AI, vraag het aan een collega
Redacteuren van drie organisaties lanceren de serie ‘Vraag het niet aan AI, vraag het aan een collega’. Ze bespreken risico’s en nuttige toepassingen van AI en benadrukken menselijke kennisdeling; de serie verschijnt in april online.
Onderzoek naar windturbines en gezondheid
Onderzoekers analyseerden gegevens van meer dan 120.000 huishoudens nabij windturbines die tussen 2011 en 2023 werden geplaatst. Ze vonden geen matige tot grote negatieve gezondheidseffecten, maar zeer kleine effecten kunnen niet helemaal worden uitgesloten.
