دانشمندان دانشگاه بیرمنگام سنسور جدیدی را برای اندازه گیری سیگنال های مغناطیسی ضعیف در مغز ایجاد کرده اند که دارای توانایی افزایش درک اتصال از مغز و تشخیص علائم آسیب مغزی، زوال عقل و اسکیزوفرنی است.
سیگنال های مغناطیسی مغز توسط این سنسورها (MEG) اندازه گیری می شود. یافتن محل مناسب آنها نسبت به سیگنال های الکتریکی اندازه گیری شده توسط EEG آسان تر است، بنابراین احتمالاً کاربرد بیشتری برای تکنیک های تشخیصی زودتر و دقیق تر دارند.
این سنسورها که در آزمایشگاه های MEG مورد استفاده قرار می گیرند، برای تشخیص تغییرات جهت گیری چرخش اتم ها هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی، از نور قطبی استفاده می کنند.
سنسور جدید در تشخیص سیگنال های مغزی و تشخیص آنها از نویز مغناطیسی پس زمینه در مقایسه با سنسورهای تجاری قوی تر است.
این تیم همچنین در حرکتی که باعث کاهش تداخل بین سنسورها می شود، می تواند با حذف لیزر از روی سنسور، اندازه سنسور را کاهش داده و تنظیمات بیشتری را برای کاهش تعداد اجزای الکترونیکی انجام دهد.
آزمایشات محک زدن در مراکز پیشرفته مرکز سلامت مغز انسان دانشگاه بیرمنگام انجام شد و عملکرد خوبی را در شرایط محیطی که سنسورهای دیگر کار نمی کنند، نشان داد. به ویژه، محققان نشان دادند که سنسور جدید قادر است سیگنال های مغزی را در برابر نویزهای مغناطیسی پس زمینه تشخیص دهد و احتمال آزمایش MEG را در خارج از یک واحد تخصصی یا در بخش بیمارستان افزایش دهد.
دکتر آناکوالسکیک اظهار داشت: “سنسورهای MEG موجود باید در دمای ثابت و خنک باشند و این نیاز به یک سیستم خنک کننده بزرگ هلیوم دارد، به این معنی که آنها باید در یک کلاه ایمنی سخت و مرتب قرار بگیرند که متناسب با هر اندازه و شکل سر نباشد.”
آنها همچنین برای گرفتن سیگنال های مغزی به یک محیط میدان مغناطیسی صفر نیاز دارند. آزمایشات نشان داد که سنسور مستقل ما به این شرایط احتیاج ندارد. عملکرد آن از سنسورهای موجود پیشی می گیرد و می تواند بین زمینه های مغناطیسی پس زمینه و فعالیت مغز تفاوت ایجاد کند.”
محققان انتظار دارند این سنسورهای مقاوم تر، استفاده از MEG را برای تشخیص و درمان گسترش دهند و آنها با سایر مؤسسات دانشگاه کار می کنند تا مشخص کنند که کدام مناطق درمانی از این روش جدید بهره بیشتری خواهند برد.
“ما می دانیم که تشخیص به موقع نتایج را بهبود می بخشد و این فناوری می تواند حساسیت را برای تشخیص تغییرات اولیه در فعالیت مغز در شرایطی مانند اسکیزوفرنی، زوال عقل و ADHD فراهم کند. همچنین این موضوع از نظر بالینی فوری است و ما در حال حاضر با پزشکان در بیمارستان ملکه الیزابت در حال کار هستیم تا کاربرد آن را در تعیین محل آسیب های مغزی بررسی کنیم.”
محققان اکنون به دنبال مشارکت تجاری و تحقیقاتی هستند که منجر به تشخیص بهتر آسیب عصبی، اختلالات عصبی مانند زوال عقل و اختلالات روانپزشکی مانند اسکیزوفرنی خواهد شد.
برای اطلاعات بیشتر به مؤسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
Anna U. Kowalczyk et al. Detection of human auditory evoked brain signals with a resilient nonlinear optically pumped magnetometer, NeuroImage (2020). DOI: 10.1016/j.neuroimage.2020.117497