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人工智能揭示大脑如何清除有害废物
新方法结合了 MRI 扫描和人工智能工具来测量与阿尔茨海默病等疾病相关的流体流量。
来源:罗切斯特大学新方法结合了 MRI 扫描和人工智能工具来测量与阿尔茨海默病等疾病相关的流体流量。
当一个人进入深度睡眠时，水状液体会在大脑周围循环，冲走与阿尔茨海默氏症等疾病相关的代谢废物。这一过程被称为类淋巴系统，由神经科学家先驱、罗切斯特大学转化神经医学中心联席主任 Maiken Nedergaard 于 2012 年首次描述。
但有关系统力学的问题仍然存在，特别是流体循环的速度。研究活体大脑内的循环是很困难的，而不会对受试者造成不可挽回的伤害。
“你可以将显微镜放在大脑的一小块区域上，详细观察那里发生的情况，我们过去曾使用过此类数据，但这只是整个过程的一个微小视图，”罗切斯特大学机械工程系的道格拉斯·凯利教授说。 “如果你想对整个大脑进行成像，MRI 是一种很好的方法，因为它可以为你提供三维视图。但 MRI 也有严重的局限性，其中最大的局限性是它不能捕获流体流速，至少不能捕获如此慢的流体速度。”
凯利和他来自罗切斯特大学、布朗大学和哥本哈根大学的同事向人工智能寻求帮助。在《科学进展》上发表的一项新研究中，他们概述了如何使用基于物理的人工智能从磁共振成像 (MRI) 数据确定流体流速。利用染料随时间在脑组织中扩散的视频，研究人员构建的神经网络能够推断出液体流动的速度以及脑组织的渗透性。
NIH 国家补充和综合健康中心和 NIH BRAIN Initiative 支持这项研究。