Нове дослідження з використанням фізично-інформованого штучного інтелекту склало карту швидкості роботи системи очищення мозку, виявивши двошвидкісний процес, який одного дня може допомогти діагностувати хворобу Альцгеймера та пошкодження від струсу мозку на ранній стадії.
Команда під керівництвом професора Дугласа Келлі з Рочестерського університету співпрацювала з Браунівським університетом та Копенгагенським університетом, щоб розробити власні моделі ШІ, які визначають швидкість потоку рідини зі стандартних МРТ-сканів. Глімфатична система, вперше описана у 2012 році нейробіологом Майкен Недергаард, циркулює водоподібну рідину під час глибокого сну, вимиваючи метаболічні відходи, такі як білки бета-амілоїду, пов'язані з хворобою Альцгеймера. Донедавна виміряти швидкість цього потоку без інвазивних процедур було майже неможливо. Стандартні мікроскопи забезпечують високу деталізацію, але лише на крихітній ділянці тканини, тоді як традиційні МРТ не мають чутливості для виявлення таких повільних рухів.
Дослідники навчили нейронні мережі на відео МРТ поширення барвника в мозку щурів з часом. Фізично-інформований ШІ успішно визначив точні швидкості рідини та проникність тканин. Результати, опубліковані в Science Advances, виявили двошвидкісний план: рідина рухається зі швидкістю кілька мікрон на секунду на зовнішніх поверхнях мозку — "швидкий шлях" — і приблизно у 50 разів повільніше через глибокі тканини мозку. Ця різниця свідчить про те, що зовнішня поверхня діє як швидкісна магістраль для очищення, тоді як глибші ділянки більш обмежені щільною тканиною. Старший автор професор Келлі зазначив, що наступним кроком є адаптація програмного забезпечення для клінічного застосування у людей, щоб порівняти динаміку рідини в молодому, старому, здоровому та хворому мозку.
Чому це важливо для вас? Порушення глімфатичного кліренсу підозрюють при хворобі Альцгеймера, Паркінсона та черепно-мозковій травмі. Можливість неінвазивного аудиту цієї системи дозволить лікарям виявляти "поганий кровообіг мозку" на ранній стадії та втручатися за допомогою зміни способу життя або лікування. Цю ж технологію можна використовувати одразу після струсу мозку, щоб перевірити, чи не порушена внутрішня циркуляція рідини, що потенційно може впливати на рішення про повернення спортсменів до гри.
Що ви можете зробити? Хоча технологія ще не доступна для людей, ви можете підтримувати власну глімфатичну функцію, приділяючи пріоритет глибокому сну. Намагайтеся спати 7-9 годин щоночі, уникайте алкоголю перед сном (він порушує глімфатичну активність) і розгляньте сон на боці — дослідження на тваринах показують, що це оптимізує виведення відходів.
Джерело: Neuroscience News
Цікавитесь власним мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.
