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
Studie: AI maakt schrijven niet automatisch makkelijker
Onderzoekers van Iowa State volgden studenten in een experimentele cursus en vonden dat generatieve AI vaak de cognitieve belasting van schrijven verhoogt. Studenten leerden AI aan te sturen, kritisch te controleren en hun denken te verfijnen.
Hersennetwerk SCAN verklaart kernverschijnselen van Parkinson
Onderzoekers identificeerden het SCAN-hersennetwerk als sleutel bij Parkinson. Gerichte niet-invasieve stimulatie (TMS) verbeterde symptomen meer dan stimulatie van nabije gebieden; het verband met de subcortex kan behandelstrategieën richting geven.
Vroeg teken: slechte contrastgevoeligheid bij ouderen
Onderzoekers vinden dat moeite met het lezen van vervagende letters op een oogkaart een vroeg waarschuwingssignaal kan zijn voor zichtproblemen die routineonderzoeken soms missen. De studie koppelt een drempel op de Pelli-Robson kaart aan dagelijkse beperkingen bij oudere volwassenen.
Mindfulness helpt stellen vertrouwen en samenwerking bewaren
Onderzoekers van de University of Georgia onderzochten meer dan 400 paren met kinderen die overheidssteun kregen. Zij vonden dat meer mindfulness samenhangt met meer vertrouwen in de relatie, betere relatiekwaliteit en sterker co-ouderschap.
PFAS kunnen immuunsysteem bij volwassenen verzwakken
Nieuw onderzoek toont dat blootstelling aan PFAS via besmet drinkwater kan leiden tot minder aanmaak van beschermende antilichamen bij volwassenen. Het artikel noemt zorgen over langdurige blootstelling en wijzigingen in drinkwaterregels in 2024.