当一个人进入深度睡眠时，类似水的液体会在大脑周围循环，清除与阿尔茨海默病等疾病相关的代谢废物。这个过程被称为类淋巴系统，最早由神经科学先驱、罗切斯特大学转化神经医学中心联合主任Maiken Nedergaard于2012年描述。
但关于该系统的机械原理仍存在疑问——特别是液体在大脑周围循环的速度有多快。在不造成不可修复伤害的情况下，研究活体大脑内的循环是很困难的。
罗切斯特大学机械工程系的Douglas Kelley教授表示："你可以在大脑的一小块区域上放置显微镜，详细观察那里发生的情况，我们过去曾使用过这种类型的数据，但它只是整个过程的一个微小视角。"
"如果你想对整个大脑进行成像，MRI是一个很好的方法，因为它能给你一个三维视图。但MRI也有严重的局限性，其中最大的问题是它无法捕捉流体流动速度，至少对于这种缓慢的流动来说是这样。"
Kelley和来自罗切斯特大学、布朗大学以及哥本哈根大学的同事们求助于人工智能。在发表在《科学进展》上的一项新研究中，他们概述了如何使用物理信息人工智能从磁共振成像数据中确定流体流动速度。通过观察染料随时间在脑组织上扩散的视频，研究人员构建的神经网络能够推断出流体流动的速度以及脑组织的渗透性。
研究结果显示，类淋巴系统清除大脑中颗粒（如与阿尔茨海默病相关的β淀粉样蛋白）主要有两种方式，其中一种比另一种快得多。类淋巴系统类似水的流体的快速流动在大脑开放区域（如颅骨和大脑之间的表面）以每秒几微米的速度移动，而较慢的流动则以约慢50倍的速度通过大脑深部组织缓慢渗透。
到目前为止，研究人员一直在努力获取动物（如小鼠）大脑中流体流动的基线测量值，以为AI工具提供信息。未来，他们希望能够比较健康和患病大脑以及年轻和老年大脑中的流体流动，并希望最终能够研究人类体内的循环。
Kelley表示："我们正在努力实现测量人类大脑内外类似水的流体流动，因为这将使临床应用变得更加重要和令人兴奋。我们希望有朝一日能够观察阿尔茨海默病患者的大脑循环是否不良，甚至可以在生命早期筛查不良循环，以尝试预防阿尔茨海默病。"
"或者，我们可以检查某人脑震荡后大脑中的流体循环是否受到干扰。这项研究使我们离这一目标又近了一步。"
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