Αναμείνατε ολίγον τι
Τεχνολογία

Φορητός σαρωτής καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα ενώ ο χρήστης κινείται

Φορητός σαρωτής καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα ενώ ο χρήστης κινείται

Μπορεί η παραπάνω φωτογραφία να μοιάζει σαν στιγμιότυπο κάποιας ταινίας επιστημονικής φαντασίας, ωστόσο είναι καθόλα ρεαλιστική.

Η λήψη της έγινε στο Πανεπιστήμιο του Nottingham, όπου ερευνητές του Ηνωμένου Βασιλείου κατασκεύασαν τον φορητό εγκεφαλικό σαρωτή που βλέπετε, ο οποίος είναι σε θέση να καταγράφει τη νευρωνική δραστηριότητα του εγκεφάλου ενώ ο χρήστης κινείται.

Η συσκευή, που περιγράφεται στην επιστημονική επιθεώρηση Nature, θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν τη λειτουργία του εγκεφάλου με τρόπους που δεν είναι δυνατοί με τη χρήση στατικής εγκεφαλικής σάρωσης – όπως αυτή της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (fMRI).

“Είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός”, δήλωσε ο Peter Schwindt, φυσικός της Sandia National Laboratories στο Albuquerque, N.M., ο οποίος δεν συμμετείχε στο project. Η τεχνολογία “δημιουργεί νέες εφαρμογές” για αυτόν τον τύπο εγκεφαλικής σάρωσης, πρόσθεσε.

Η συσκευή χρησιμοποιεί τη μέθοδο της μαγνητοεγκεφαλογραφίας (MEG) η οποία είναι μία μη επεμβατική μέθοδος μέτρησης της νευρωνικής δραστηριότητας του εγκεφάλου μέσω του υπολογισμού των μαγνητικών πεδίων που συνοδεύουν την δραστηριότητα αυτή.  Αυτά τα πεδία δημιουργούνται από τα φυσικά ηλεκτρικά ρεύματα του εγκεφάλου και με μαθηματική ανάλυση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν έναν λεπτομερή τρισδιάστατο χάρτη της λειτουργίας του.

Οι συμβατικές -ογκώδεις- συσκευές MEG απαιτούν από τον χρήστη να παραμείνει ακίνητος κατά τη διάρκεια μιας σάρωσης, όπως συμβαίνει και με την εξέταση fMRI. Αυτό περιορίζει σε σημαντικό βαθμό τα είδη της μελέτης που μπορούν να διεξαχθούν. Επίσης δυσκολεύει την διαδικασία της εξέτασης όταν στη θέση του χρήστη βρίσκεται κάποιο παιδί.

Ο καθηγητής Gareth Barnes, ο οποίος ηγείται του project στο Wellcome Trust Centre for Human Neuroimaging στο Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου, δήλωσε: «Για τα παιδιά με επιληψία, η τεχνολογία αυτή θα είναι εξαιρετικά επωφελής. Οι γιατροί θα έχουν τη δυνατότητα να πραγματοποιήσουν σαρώσεις του εγκεφάλων των παιδιών ενώ αυτά κινούνται – κάτι που δεν έχει συμβεί ποτέ ως τώρα.”

Οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή τους σε τέσσερα άτομα, τα οποία κουνούσαν τα δάχτυλά τους και έλαβαν αποτελέσματα παρόμοια με εκείνα που επιτυγχάνονται χρησιμοποιώντας έναν παραδοσιακό σαρωτή MEG. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν τη συσκευή τους για να σαρώσουν τους εγκεφάλους εθελοντών ενώ εκείνοι έπιναν τσάι ή έπαιζαν κάποιο παιχνίδι με μπάλα – καμία από τις προαναφερθείσες περιπτώσεις δεν είναι δυνατές να πραγματοποιηθούν με έναν κανονικό σαρωτή MEG.

Στη συγκεκριμένη δημοσίευση στην επιθεώρηση Nature, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Nottingham και του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Λονδίνου, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ‘συρρίκνωσαν’ το MEG στο μέγεθος ενός κράνους. Το σύστημα θα είναι σε θέση να απεικονίζει την νευρωνική δραστηριότητα ανθρώπων που δυσκολεύονται να παραμείνουν ακίνητοι, όπως είναι τα μωρά, τα παιδιά και τα άτομα με κινητικές διαταραχές.

Το φορητό σύστημα θα επιτρέπει επίσης στους επιστήμονες να διεξάγουν εντελώς νέες μορφές μελέτης. “Θα είμαστε σε θέση να μελετήσουμε τις πτυχές της λειτουργίας του εγκεφάλου που σχετίζονται με τη χωρική πλοήγηση, κάτι που είναι δύσκολο να γίνει με ένα άτομο που παραμένει ακίνητο”, αναφέρει ο Richard Bowtell, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Nottingham, ο οποίος συνυπογράφει τη δημοσίευση.

Ο φορητός σαρωτής θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να αναλύσει την εγκεφαλική δραστηριότητα ενώ οι άνθρωποι κινούνται στο χώρο ή κατά τη διάρκεια μίας συνομιλίας, σύμφωνα με τον Bowtell.

Wearable scanner helmets

Το σύστημα που έχει σαν βάση του ένα 3D εκτυπωμένο κρανίο προσαρμόζεται στο τριχωτό της κεφαλής του χρήστη. Οι μικροσκοπικοί κβαντικοί αισθητήρες που διαθέτει κλειδώνουν στη θέση τους πάνω από την περιοχή – στόχο του εγκεφάλου, όπου καταγράφουν τα μαγνητικά πεδία του εγκεφάλου. Το σύστημα στο σύνολό του, ζυγίζει λιγότερο από 1 κιλό.

Για να μην λαμβάνονται υπόψιν τα μαγνητικά πεδία της Γης, τα οποία θα παρεμπόδιζαν τη σάρωση, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητικών πηνίων. Αυτά τα πηνία παράγουν πεδία ίσα και αντίθετα με το πεδίο της Γης έχοντας ως συνέπεια την ακύρωσή τους. Τα πηνία τοποθετούνται σε μια δομή κοντά στον χρήστη, δημιουργώντας ένα μικρό, μαγνητικά θωρακισμένο χώρο στον οποίο ο χρήστης μπορεί να κινηθεί κατά τη διάρκεια της σάρωσης.

Η ιδέα να καταστούν φορητές οι συσκευές απεικόνισης του εγκεφάλου, φυσικά, δεν είναι νέα. Οι ερευνητές έχουν κατασκευάσει με επιτυχία φορητό ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG) και μάλιστα το χρησιμοποίησαν για την καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια ενός πειράματος bungee jumping. Το EEG μετρά τις τάσεις στο τριχωτό της κεφαλής, οι οποίες αντικατοπτρίζουν τις τάσεις στον εγκέφαλο.

Ωστόσο, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί το EEG για τον εντοπισμό της περιοχής που δραστηριοποιείται στον εγκέφαλο – κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με τη MEG.

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Wellcome Trust Centre και αναπτύχθηκε στο Κέντρο απεικόνισης Sir Peter Mansfield στο Nottingham.

Πηγές

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
Γιώτα Ζώτου

Γιώτα Ζώτου

Είμαι απόφοιτος του Τμήματος Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης και κάθε προσπάθεια για περαιτέρω βελτίωση, που έχει σαν στόχο την διευκόλυνση της καθημερινότητας του ανθρώπου άπτεται των ενδιαφερόντων μου. Μέσα από αυτό το site λοιπόν θα μοιραζόμαστε ερευνητικά δεδομένα και εξελίξεις που αφορούν στις επιστήμες και την τεχνολογία, τα οποία έμμεσα ή άμεσα μας αφορούν και αξίζει να γνωρίζουμε.

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Πώς τα μυστικά των πρώτων αριθμών κάνουν τον κόσμο μας ασφαλέστερο
Πώς ο Ερατοσθένης υπολόγισε την περιφέρεια της Γης πάνω από 2000 χρόνια πριν;
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Εκπληκτικές φωτογραφίες του Cassini λίγο πριν τη συντριβή του στον Κρόνο