✨︎ Resumen (TL;DR):
- Científicos desarrollaron una inteligencia artificial física capaz de medir la velocidad con la que el líquido cefalorraquídeo limpia el cerebro.
- El sistema detectó que este líquido se mueve hasta 50 veces más lento en las zonas profundas que en las superficiales.
- La tecnología permitirá identificar fallas de circulación cerebral antes de que aparezcan los primeros síntomas de Alzheimer.
Un equipo de científicos de las universidades de Rochester, Brown y Copenhague desarrolló un sistema de inteligencia artificial que logró mapear, por primera vez, la velocidad con la que el líquido cefalorraquídeo limpia los desechos del cerebro. Este avance revela un patrón de drenaje de doble velocidad que podría transformar el diagnóstico de enfermedades neurogenerativas como el Alzheimer.
El estudio, publicado en la revista científica Science Advances, presenta una herramienta de software llamada velocimetría de inteligencia artificial por resonancia magnética (MR-AIV). Este método utiliza redes neuronales guiadas por leyes de la física para calcular la velocidad de los fluidos cerebrales directamente desde imágenes tridimensionales comunes.
La resonancia magnética tradicional muestra la estructura del cerebro, pero no es capaz de registrar movimientos de líquidos tan lentos. “Si quieres obtener imágenes de cerebros completos, la resonancia magnética es un gran enfoque porque te da una vista tridimensional. Pero también tiene limitaciones serias, y la mayor de ellas es que no captura la velocidad del flujo de fluidos, al menos no para flujos tan lentos”, explicó Douglas Kelley, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Rochester.
Para solucionar este límite técnico, los investigadores entrenaron a la inteligencia artificial analizando videos del esparcimiento de un tinte a través del tejido cerebral a lo largo del tiempo. Con estos datos, las redes neuronales determinaron la rapidez del líquido protector y el nivel de permeabilidad del tejido.
El sistema de doble velocidad del cerebro
El mapa tridimensional mostró que el líquido se desplaza a velocidades muy distintas según la zona. En las regiones abiertas, como el espacio entre el cráneo y el cerebro, el fluido avanza a una velocidad de unas pocas micras por segundo. Sin embargo, en el tejido profundo, avanza unas 50 veces más lento. Ambos canales trabajan en conjunto para eliminar toxinas, incluyendo las proteínas beta-amiloide, directamente relacionadas con el desarrollo del Alzheimer.
El sistema glinfático, descrito en 2012 por la neurocientífica Maiken Nedergaard, funciona principalmente durante el sueño profundo. Este mecanismo expulsa los desechos metabólicos a través de una red de canales que corren junto a los vasos sanguíneos.
Hasta ahora, los científicos han probado la tecnología en cerebros de ratones para establecer las primeras mediciones de referencia. El siguiente paso es llevar este análisis a los seres humanos.
El equipo de investigación proyecta que este método servirá para identificar fallas en la circulación cerebral antes de que se desarrolle el Alzheimer, o para evaluar daños tras sufrir una conmoción cerebral. “Estamos trabajando duro para poder medir el flujo de fluidos similares al agua dentro y alrededor de los cerebros humanos, porque entonces las aplicaciones clínicas se vuelven mucho más importantes y emocionantes”, concluyó Kelley.
