МРТ и ИИ измеряют движение жидкости в мозге ^{CEFR B2}

Учёные использовали комбинацию МРТ и физически-информированного искусственного интеллекта, чтобы оценить движение жидкости, отвечающей за вынос метаболических продуктов из мозга. Глимфатическая система, впервые описанная в 2012 году Майкен Нёдергаард из Университета Рочестера, рассматривается как важный механизм удаления частиц, включая белки, связанные с болезнью Альцгеймера.

Проблема в том, что потоки очень медленные, и стандартная МРТ не фиксирует их скорость при таких низких значениях, поясняет профессор Дуглас Келли. В статье в Science Advances команда описывает, как они обучали нейронные сети на видеозаписях распространения красителя по ткани. Такой подход позволил ИИ оценить как скорость течения, так и проницаемость мозговой ткани, то есть способность жидкости просачиваться внутрь ткани.

Анализ выявил два основных маршрута удаления частиц: быстрый поток по открытым областям, например в пространстве между черепом и мозгом, с скоростью в несколько микрон в секунду, и медленный поток, который проникает через глубокие ткани примерно в 50 раз медленнее. Пока команда собрала исходные измерения на животных, в том числе на мышах, и планирует сравнить потоки в здоровых и больных мозгах, у молодых и пожилых особей. Келли отмечает, что развитие методов для измерений у людей сделает клинические приложения более значимыми: проверку циркуляции у пациентов с Альцгеймером, ранний скрининг плохой циркуляции или оценку нарушений потока после сотрясения. В проекте также участвовали учёные из Университета Брауна, Университета Рочестера и Университета Копенгагена; исследование поддержали Национальный центр дополнительного и интегративного здоровья при NIH и инициатива NIH BRAIN.