Una nuova ricerca prende di mira malattie tra cui l’Alzheimer.
Una nuova tecnica basata sull’intelligenza artificiale per misurare il flusso di fluidi intorno ai vasi sanguigni del cervello potrebbe avere grandi implicazioni per lo sviluppo di trattamenti per malattie come l’Alzheimer.
Gli spazi perivascolari che circondano i vasi sanguigni cerebrali trasportano fluidi simili all’acqua intorno al cervello e aiutano a spazzare via i rifiuti. Le alterazioni del flusso dei fluidi sono legate a condizioni neurologiche, tra cui l’Alzheimer, la malattia dei piccoli vasi, ictus e lesioni cerebrali traumatiche, ma sono difficili da misurare in vivo.
Un team multidisciplinare di ingegneri meccanici, neuroscienziati e informatici guidato da Università di Rochester Professore Associato Douglas Kelly ha sviluppato nuove misure di velocimetria AI per calcolare con precisione il flusso del fluido cerebrale. I risultati sono descritti in a studio pubblicato da Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.
“In questo studio, abbiamo combinato alcune misurazioni dall’interno dei modelli animali con una nuova tecnica di intelligenza artificiale che ci ha permesso di misurare in modo efficace cose che nessuno era mai stato in grado di misurare prima”, afferma Kelley, un membro della facoltà di Rochester’s Dipartimento di Ingegneria Meccanica.
Il lavoro si basa su anni di esperimenti condotti dal coautore dello studio Maiken Nedergardil condirettore di Rochester’s Centro di neuromedicina traslazionale. Il gruppo è stato precedentemente in grado di condurre studi bidimensionali sul flusso del fluido negli spazi perivascolari iniettando minuscole particelle nel fluido e misurandone la posizione e la velocità nel tempo. Ma gli scienziati avevano bisogno di misurazioni più complesse per comprendere l’intera complessità del sistema, ed esplorare un sistema così vitale e fluido è una sfida.
Per affrontare questa sfida, il team ha collaborato con George Karniadakis della Brown University per sfruttare l’intelligenza artificiale. Hanno integrato i dati 2D esistenti con reti neurali basate sulla fisica per creare immagini ad alta risoluzione senza precedenti del sistema.
“Questo è un modo per rivelare pressioni, forze e la portata tridimensionale con molta più precisione di quanto potremmo fare altrimenti”, afferma Kelley. “La pressione è importante perché nessuno sa ancora con certezza quale meccanismo di pompaggio guidi tutti questi flussi intorno al cervello. Questo è un nuovo campo.
Fonte: Università di Rochester
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