Ученые из Университета Бирмингема разработали новый датчик для измерения слабых магнитных сигналов в головном мозге, который может улучшить понимание взаимосвязей в мозге и обнаружить признаки черепно-мозговой травмы, деменции и шизофрении, — пишет eurekalert.org со ссылкой на NeuroImage.

Магнитные сигналы в головном мозге измеряются с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ). Их легче локализовать, чем электрические сигналы, измеренные с помощью ЭЭГ, поэтому они, вероятно, будут более полезными для более ранних и более точных диагностических методов.

Физик, доктор Анна Ковальчик возглавила группу ученых из группы квантовых газов в Школе физики и астрономии и группы нейронных колебаний в Школе психологии Университета Бирмингема, которые разработали новый датчик магнитометра с оптической накачкой (OPM). Эти датчики, которые используются в лабораториях МЭГ, используют поляризованный свет для обнаружения изменений ориентации спина атомов, когда они подвергаются воздействию магнитного поля.

Их работа опубликована в NeuroImage, а предприятие University of Birmingham Enterprise подало заявку на патент, касающийся конструкции нового датчика и его использования в медицинском диагностическом оборудовании.

Новый датчик более надежен в обнаружении сигналов мозга и отличении их от фонового магнитного шума по сравнению с имеющимися в продаже датчиками. Команда также смогла уменьшить размер сенсора, убрав лазер с сенсорной головки, и внесла дополнительные корректировки, чтобы уменьшить количество электронных компонентов, что уменьшит взаимное влияние сенсоров.

Сравнительные тесты проводились на современном оборудовании в Центре здоровья человеческого мозга Университета Бирмингема и показали хорошие результаты в условиях окружающей среды, когда другие датчики не работают. В частности, исследователи показали, что новый датчик способен обнаруживать сигналы мозга на фоне фонового магнитного шума, что увеличивает возможность тестирования МЭГ вне специализированного отделения или в больничной палате.

Д-р Анна Ковальчик прокомментировала: «Существующие датчики МЭГ должны иметь постоянную прохладную температуру, а для этого требуется громоздкая система гелиевого охлаждения, а это означает, что они должны быть размещены в жестком шлеме, который не подходит для всех размеров и форм головы. Им также требуется среда с нулевым магнитным полем, чтобы улавливать сигналы мозга. Испытания показали, что наш автономный датчик не требует этих условий. Его производительность превосходит существующие датчики, и он может различать фоновые магнитные поля и активность мозга».

Исследователи ожидают, что эти более надежные датчики расширят возможности использования МЭГ для диагностики и лечения, и они работают с другими институтами Университета, чтобы определить, какие терапевтические области больше всего выиграют от этого нового подхода.

Нейробиолог профессор Оле Дженсен, содиректор Центра здоровья мозга человека, прокомментировал: «Мы знаем, что ранняя диагностика улучшает результаты, и эта технология может обеспечить чувствительность для выявления самых ранних изменений активности мозга при таких состояниях, как шизофрения, деменция и СДВГ. Он также имеет непосредственное клиническое значение, и мы уже работаем с клиницистами в больнице королевы Елизаветы, чтобы исследовать его использование для точного определения места черепно-мозговых травм».