IA e imagens medem fluxo de líquido no cérebro ^{CEFR B2}

Investigadores combinaram ressonância magnética tridimensional e inteligência artificial informada pela física para medir o fluxo de um líquido cerebral que ajuda a eliminar resíduos metabólicos. O sistema glinfático, identificado pela primeira vez em 2012 por Maiken Nedergaard da University of Rochester, está ligado a doenças como a de Alzheimer. Medir a velocidade deste fluxo é complexo porque os movimentos são muito lentos e difíceis de avaliar em cérebros vivos; a ressonância magnética capta a anatomia mas não regista bem velocidades tão baixas, segundo o professor Douglas Kelley, do departamento de engenharia mecânica da University of Rochester.

No artigo publicado em Science Advances, os pesquisadores treinaram redes neurais com vídeos que mostram um corante a espalhar-se pelo tecido cerebral ao longo do tempo. A partir desses vídeos, a IA estimou tanto a velocidade do fluido quanto a permeabilidade do tecido. Identificaram duas vias principais: um fluxo rápido, de alguns micrômetros por segundo, que circula em torno de regiões abertas — por exemplo a superfície entre o crânio e o cérebro — e um fluxo mais lento que atravessa o tecido cerebral profundo a uma velocidade cerca de 50 vezes menor.

Até agora, a equipe recolheu medidas de referência em animais como ratos para alimentar as ferramentas de IA. Esperam comparar o fluxo em cérebros saudáveis e doentes e em diferentes idades, e ambicionam estudar a circulação em humanos. Kelley disse que, se for possível medir esses fluxos em humanos, as aplicações clínicas podem incluir verificar má circulação em doentes com Alzheimer, rastrear problemas mais cedo na vida ou avaliar interrupções do fluxo após uma concussão. Colaboradores adicionais são da Brown University, URochester e University of Copenhagen. A pesquisa recebeu apoio do NIH National Center for Complementary and Integrative Health e da NIH BRAIN Initiative.