Ученые привлекли искусственный интеллект, чтобы измерить изменения в потоках жидкости в мозге

Окружающие кровеносные сосуды головного мозга периваскулярные пространства транспортируют жидкости внутри мозга, которые похожи на воду, и способствуют удалению отходов. Изменения в потоке жидкости взаимосвязаны с неврологическими заболеваниями, включая заболевания мелких сосудов, болезнь Альцгеймера, травматические повреждения мозга и инсульты, но их сложно измерить в естественных условиях.

Междисциплинарная группа неврологов, компьютерных ученых и инженеров-механиков под руководством доцента Рочестерского университета Дугласа Келли разработала новые методы измерения, возможные при помощи ИИ-велосиметрии, для точного расчета потока мозговой жидкости.

В данном исследовании ученые объединили некоторые измерения с новой техникой ИИ. Замеры были проведены внутри животных моделей.

Исследование было основано на экспериментах, проводившихся в течение многих лет под руководством соавтора исследования Майкена Недергаарда, содиректора Рочестерского центра трансляционной нейромедицины.

До применения нового метода ученым удавалось проводить двухмерные исследования течения жидкости в периваскулярных пространствах путем введения в жидкость крошечных частиц, после чего измерялась их скорость и положение с течением времени.

Но исследователи нуждались в более сложных измерениях, чтобы понять до конца сложность этой жизненно важной системы, что является сложной задачей.

Команда специалистов в сотрудничестве с Джорджем Карниадакисом из Университета Брауна решила эту проблему, применив искусственный интеллект. Исследователи объединили уже существующие двухмерные данные с нейронными сетями, которые основаны на физике, для создания беспрецедентного взгляда на систему с высоким разрешением.

Данные исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.