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L’intelligenza artificiale ci mostra come scorrono i fluidi del cervello

Potrebbe avere grandi implicazioni per lo sviluppo di trattamenti per malattie come l’Alzheimer.
A cura di Valeria Aiello
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Una nuova tecnica basata sull’intelligenza artificiale ha permesso di osservare come scorrono i fluidi del cervello e di calcolarne con precisione aspetti come pressione, forze e portata negli spazi perivascolari che circondano i vasi sanguigni cerebrali. Le alterazioni di questi flussi sono legate a condizioni neurologiche, come l’Alzheimer, l’ictus, la malattia dei piccoli vasi e le lesioni cerebrali traumatiche, per cui la loro misurazione può avere grandi implicazioni nello sviluppo di trattamenti mirati.

Rispetto alle tecniche esistenti, che forniscono informazioni limitate, la nuova tecnica – descritta in uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences – ha dunque permesso misurazioni più esaustive, che in futuro consentiranno di comprendere l’intera complessità di un sistema così vitale. Gli spazi perivascolari encefalici trasportano liquido interstiziale, una soluzione simile all’acqua, e uno dei loro ruoli più importanti è quello di smaltire i “rifiuti” cerebrali.

Lo spazio perivascolare (area all'interno di linee bianche) in cui i ricercatori hanno iniettato minuscole particelle. Queste particelle (mostrate come punti in movimento) sono seguite da linee che ne indicano la direzione. Dopo aver misurato la posizione e la velocità delle particelle nel tempo, il team ha quindi integrato questo video 2D con reti neurali basate sulla fisica per creare immagini 3D ad alta risoluzione del sistema di fluidi del cervello / Credit: Douglas Kelly
Lo spazio perivascolare (area all'interno di linee bianche) in cui i ricercatori hanno iniettato minuscole particelle. Queste particelle (mostrate come punti in movimento) sono seguite da linee che ne indicano la direzione. Dopo aver misurato la posizione e la velocità delle particelle nel tempo, il team ha quindi integrato questo video 2D con reti neurali basate sulla fisica per creare immagini 3D ad alta risoluzione del sistema di fluidi del cervello / Credit: Douglas Kelly

Il lavoro degli studiosi si basa su anni di esperimenti condotti dalla coautrice dello studio, la professoressa Maiken Nedergaard, co-direttrice del Center for Translational Neuromedicine dell’Università di Rochester.

Combinando le sue misurazioni in modelli animali con la nuova tecnica di intelligenza artificiale, gli studiosi sono riusciti a creare immagini ad alta risoluzione senza precedenti, che hanno permesso di quantificare il flusso del liquido cerebrospinale negli spazi perivascolari.

Questo è un modo per rivelare pressioni, forze e la portata tridimensionale con molta più precisione di quanto potremmo fare altrimenti – ha affermato Douglas Kelley, professore associato dell’Università di Rochester che ha guidato lo studio – . Abbiamo combinato alcune misurazioni in modelli animali con una nuova tecnica di intelligenza artificiale che ci ha permesso di osservare efficacemente cose che nessuno era mai stato in grado di misurare prima”.

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