Các nhà nghiên cứu đã kết hợp chụp MRI và trí tuệ nhân tạo có tích hợp quy luật vật lý để đo dòng các dịch trong và quanh não, những dịch giúp loại bỏ chất thải chuyển hóa. Hệ dẫn lưu này, gọi là hệ glymphatic, được mô tả lần đầu vào năm 2012 bởi Maiken Nedergaard tại University of Rochester. Vì các dòng chảy rất chậm, chụp MRI thông thường không thể ghi trực tiếp vận tốc đó, nên nhóm tìm đến AI để ước tính vận tốc từ dữ liệu MRI ba chiều.
Trong nghiên cứu công bố trên Science Advances, các nhà khoa học huấn luyện mạng nơ‑ron trên video cho thấy thuốc nhuộm lan ra trên mô não theo thời gian. Từ các video này, AI suy luận cả tốc độ di chuyển của dịch và độ thấm của mô. Kết quả cho thấy hai con đường chính để loại bỏ các hạt như amyloid beta: một đường nhanh hơn nhiều di chuyển ở vài micrômét mỗi giây quanh các vùng mở, ví dụ bề mặt giữa hộp sọ và não; và một đường chậm rỉ qua mô não sâu, chậm hơn khoảng 50 lần.
Nhóm đã thu thập các số đo cơ bản trên động vật như chuột để tạo dữ liệu cho công cụ AI. Họ mong so sánh dòng chảy ở não khỏe và não bệnh, cũng như giữa não trẻ và não già, và nghiên cứu tuần hoàn này ở người trong tương lai. Giáo sư Douglas Kelley thuộc khoa kỹ thuật cơ khí của University of Rochester cho biết họ đang nỗ lực để đo dòng dịch trong và xung quanh não người vì ứng dụng lâm sàng sẽ quan trọng; phương pháp có thể giúp kiểm tra liệu bệnh nhân Alzheimer có tuần hoàn kém, sàng lọc tuần hoàn kém sớm hơn, hoặc đánh giá rối loạn dịch sau chấn thương não.
- Hợp tác: Brown University, URochester, University of Copenhagen
- Hỗ trợ: NIH National Center for Complementary and Integrative Health và NIH BRAIN Initiative
Từ khó
- hệ dẫn lưu — mạng đường giúp đưa dịch và chất thải ra ngoài
- trí tuệ nhân tạo — hệ thống máy tính học và suy luận từ dữ liệu
- mạng nơ‑ron — mô hình mô phỏng kết nối tế bào thần kinh
- độ thấm — khả năng cho chất hoặc dịch đi qua mô
- tuần hoàn — sự lưu thông của dịch hoặc máu trong cơ thể
- sàng lọc — kiểm tra để phát hiện sớm các bất thường
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ việc đo tuần hoàn dịch trong não người sẽ ảnh hưởng thế nào đến chẩn đoán bệnh Alzheimer?
- Những khó khăn hoặc rủi ro tiềm ẩn khi chuyển phương pháp từ động vật sang người là gì?
- Nếu phương pháp này có thể sàng lọc tuần hoàn kém sớm hơn, các bước tiếp theo trong chăm sóc bệnh nhân nên là gì?
