الثورة:
طوّر باحثون بجامعة «روتشستر» الأميركية، تقنية جديدة قائمة على الذكاء الاصطناعي، لقياس تدفق السوائل حول الأوعية الدموية في الدماغ، وهو ما قد تكون له آثار كبيرة في تطوير علاجات لأمراض مثل «ألزهايمر».
حيث تنقل المساحات المحيطة بالأوعية الدموية الدماغية سوائل تشبه الماء حول الدماغ، وترتبط التغيرات في تدفق السوائل بالحالات العصبية، بما في ذلك مرض ألزهايمر، ومرض الأوعية الدموية الدقيقة، والسكتات الدماغية، وإصابات الدماغ الرضحية، ولكن يصعب قياس تلك السوائل في الجسم الحي، وهي المشكلة التي عمل فريق بحثي متعدد المتخصصات من جامعة «روتشستر»، على حلها، باستخدام الذكاء الاصطناعي.
فقد ضم الفريق متعدد التخصصات مهندسين ميكانيكيين وعلماء في الأعصاب والكومبيوتر بقيادة دوجلاس كيلي، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية بجامعة روتشستر، وذلك لحساب تدفق سوائل الدماغ بدقة باستخدام الذكاء الاصطناعي.
ويقول كيلي في تقرير «قمنا بدمج بعض القياسات من داخل النماذج الحيوانية مع تقنية ذكاء اصطناعي جديدة سمحت لنا بقياس الأشياء التي لم يكن أحد قادرا على قياسها من قبل بشكل فعال».
ويعتمد العمل على سنوات من التجارب التي قادها المؤلف المشارك بالدراسة، مايكين نديرغارد، مدير مركز روتشستر للطب العصبي الانتقالي، وكانت المجموعة قادرة في السابق على إجراء دراسات ثنائية الأبعاد حول تدفق السوائل في الفراغات المحيطة بالأوعية عن طريق حقن جزيئات صغيرة في السائل وقياس موضعها وسرعتها بمرور الوقت، لكن الحصول على قياسات أكثر تعقيدا لفهم التعقيد الكامل للنظام واستكشاف مثل هذا النظام المائع الحيوي يمثل تحديا.
ولمواجهة هذا التحدي، تعاون الفريق مع جورج كارنياداكيس من جامعة براون للاستفادة من الذكاء الاصطناعي، وقاموا بدمج البيانات ثنائية الأبعاد الحالية مع شبكات عصبية مدروسة في الفيزياء، لإنشاء نظرة غير مسبوقة عالية الدقة على النظام.
ويقول كيلي: «هذه طريقة للكشف عن الضغط والقوى ومعدل التدفق ثلاثي الأبعاد بدقة أكبر بكثير مما يمكننا فعله بخلاف ذلك، والضغط مهم لأنه لا أحد يعرف على وجه اليقين ما هي آلية الضخ التي تحرك كل هذه التدفقات حول الدماغ حتى الآن».
من المتوقع أن يساعد هذا الإنجاز في فهم الكثير من الأمراض العصبية، حيث ترتبط أمراض مثل ألزهايمر، بالتغيرات في التدفق بالمساحات التي تحيط بالأوعية الدموية الدماغية، والمسؤولة عن نقل السوائل الشبيهة بالمياه حول أنسجة المخ.