Искусственный интеллект помог ученым составить карту скрытой системы очистки мозга, выявив две различные скорости потока жидкости: быструю полосу вокруг внешних поверхностей мозга и гораздо более медленную полосу через глубокие ткани. Это открытие может привести к раннему выявлению проблем с циркуляцией, связанных с болезнью Альцгеймера, старением и сотрясениями мозга.
Исследование
Исследователи из Университета Рочестера, Университета Брауна и Копенгагенского университета использовали подход с использованием ИИ, учитывающий физические законы, для расчета скоростей потока жидкости по данным МРТ. Под руководством профессора Дугласа Келли из отдела машиностроения Университета Рочестера команда обучила нейронные сети на видео, показывающих распространение красителя в мозговой ткани с течением времени. Анализируя движение красителя, ИИ оценил как скорость жидкости, так и проницаемость окружающей ткани.
Результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что в открытых областях вокруг мозга, таких как пространство между черепом и мозгом, жидкость движется со скоростью несколько микрон в секунду. Но глубже в ткани мозга поток примерно в 50 раз медленнее. Эта двухскоростная система является частью глимфатической системы, впервые описанной в 2012 году Майкен Недергаард, со-директором Центра трансляционной нейромедицины Университета Рочестера.
«Вы можете поставить микроскоп на небольшой участок мозга и наблюдать, что там происходит с большими деталями», — говорит Келли, — «но это лишь крошечный взгляд на общий процесс. МРТ дает трехмерное изображение, но не улавливает скорость потока для таких медленных потоков». ИИ преодолел это ограничение.
Почему это важно
Это исследование может помочь врачам выявлять проблемы с циркуляцией в мозге на ранней стадии. «Мы надеемся когда-нибудь увидеть, есть ли у пациента с болезнью Альцгеймера плохое кровообращение в мозге, или даже проверять на плохое кровообращение на более раннем этапе жизни, чтобы попытаться предотвратить болезнь Альцгеймера», — говорит Келли. «Или мы могли бы проверить, нарушена ли циркуляция жидкости в мозге после сотрясения».
Для тех, кто заботится о своем когнитивном здоровье, понимание этих путей очистки от отходов может помочь в выборе образа жизни, который поддерживает функцию мозга, например, сон и физические упражнения.
Что вы можете сделать
Хотя это исследование все еще на животных моделях, вы можете поддержать естественную систему очистки мозга, уделяя приоритетное внимание глубокому сну, физической активности и умственной активности. Эти привычки, как известно, поддерживают общее когнитивное здоровье и могут способствовать здоровой глимфатической функции.
Источник: ScienceDaily Mind & Brain
Любопытно узнать о своем мозге? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
