人工智能可以帮助跟踪流体在大脑中

一种新的基于人工智能技术用于测量流体在大脑的血管可能对发展中具有重大意义治疗疾病,如阿尔茨海默氏症。

大脑血管周围血管周的空间运输水样液体的大脑,帮助清除废物。改变流体流动与神经疾病,包括阿尔茨海默氏症、小血管疾病,中风和创伤性脑损伤,但在体内难以衡量。

一个多学科小组的机械工程师,神经学家和计算机科学家领导的罗彻斯特大学副教授道格拉斯•凯利开发新型人工智能测速仪测量大脑准确地计算流体流动。在列出的结果已发表的研究美国国家科学院院刊》上。

“在这项研究中,我们结合一些测量数据与一个新的人工智能技术在动物模型允许我们有效地衡量的东西没人能够测量之前,”凯利说,罗切斯特的教员机械工程系。

领导的工作建立在多年的实验研究合著者Maiken Nedergaard罗切斯特的监视点转化神经医学中心。集团之前能够进行二维研究流体在血管周的空间注入微小粒子流体和测量随着时间的推移他们的位置和速度。但是科学家们需要更复杂的测量来了解完整的错综复杂的系统探索这样一个至关重要的,流体系统是一个挑战。

应对这一挑战,团队合作与乔治Karniadakis从布朗大学利用人工智能。他们用physics-informed集成现有的2 d数据神经网络创造前所未有的高分辨率的系统。

“这是一种揭示压力,力量,和三维流速比我们否则可以做的更准确,”凯利说。“压力是很重要的,因为没有人确切知道什么泵机制驱动这些大脑周围的流动。这是一个新的领域。”

参考:博士德ka, Cai年代,Ladron-de-Guevara, et al。人工智能测试技术揭示了在活的有机体内流量、压力梯度和剪切应力在小鼠血管周的流动。PNAS。120 (14):e2217744120。2023;doi:10.1073 / pnas.2217744120

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