人工智能帮助展示大脑的液体流动方式

一种基于人工智能的新技术用于测量大脑血管周围的液体流动，可能对开发阿尔茨海默氏症等疾病的治疗方法具有重大意义。

大脑血管周围的血管周围空间在大脑周围输送水样液体，帮助清除废物。流体流动的变化与神经系统疾病有关，包括阿尔茨海默氏症、小血管疾病、中风和外伤性脑损伤，但很难在体内测量。

由罗切斯特大学副教授DouglasKelley领导的机械工程师、神经科学家和计算机科学家组成的多学科团队开发了新颖的AI测速测量方法，以准确计算脑液流量。

“在这项研究中，我们将动物模型内部的一些测量结果与一种新颖的AI技术相结合，使我们能够有效地测量以前没有人能够测量的东西，”罗彻斯特机械工程系教员Kelley说。

这项工作建立在研究合著者MaikenNedergaard领导的多年实验的基础上，MaikenNedergaard是罗切斯特转化神经医学中心的联合主任。

该小组之前已经能够通过将微小颗粒注入流体并测量它们随时间的位置和速度来对血管周围空间的流体流动进行二维研究。但科学家们需要更复杂的测量来了解系统的全部复杂性——探索如此重要的流体系统是一项挑战。

为了应对这一挑战，该团队与布朗大学的GeorgeKarniadakis合作，利用人工智能。他们将现有的2D数据与基于物理的神经网络相结合，以创建前所未有的高分辨率系统外观。

Kelley说：“这是一种揭示压力、力和三维流速的方法，比我们用其他方法更准确。”“压力很重要，因为还没有人确切知道是什么泵送机制驱动大脑周围的所有这些流动。这是一个新的领域。”