设计一个新的大脑扫描仪(MEG)。来源:威康信托基金会。YouTube
整个头部脑磁图描记术(MEG)自1990年的系统已经在使用。这些笨重且昂贵的扫描仪测量微小变化引起的磁场活动集群的细胞在不同的大脑区域。
电流在大脑细胞的跨膜的带电离子运动造成的。这一运动的正负电荷敏感的磁传感器可以测量的梅格机器。
马修·布鲁克斯博士副教授在诺丁汉大学物理系,英国,解释道:“这些传感器可以检测磁场变化,有几个十femtoTesla。”
梅格详细提供了更多的空间,因此深入了解大脑功能比脑电图(EEG),它使用电极测量电活动和阻碍了电活动的肌肉运动的干扰。
但是,与脑电图机器的便宜,可佩戴电极帽,梅格机器有一个繁琐的放之四海而皆准的静态机器大脑成像方法。
正如马太福音描述:“病人坐在直立在椅子上与他们的头在扫描仪”
类似于图片的人用头美发沙龙在大的电吹风。
“患者必须坐在非常仍然很长一段时间,使之能够准确和可重复的测量大脑活动。这使得它极具挑战性使用梅格测量儿童的大脑活动或运动障碍患者,比如帕金森患者。”
梅格新系统是一个更好的选择
马太福音是团队的一部分,开发了一种新的可穿戴的梅格系统纳入一个头盔。因此,使儿童和那些以前不适合梅格大脑成像。
“我们已经开发出一种系统,可以实现相同的灵敏度测量从1岁到85岁。”
”,因为新系统是可穿戴,它使我们能够进行新的实验,与病人做他们不能做的事情在传统的大脑扫描仪。例如,像蝙蝠跳跃一个乒乓球。甚至这个简单的示例将允许一种新的方式对神经科学家研究大脑视觉和运动之间的协调中心。同时,传感器的空间分辨率更好更接近。”
团队已经开发出的新系统也低于目前的扫描仪,因为它不需要冷却的超导传感器到-269摄氏度,像传统的机器成本高达£200万。
改变游戏规则的研究领域
梅格可穿戴系统的主要挑战之一是,地球的磁场,在主体的头,必须移除阻止它干扰敏感的测量。该集团实现了通过创建一个磁场静区中间的房间,病人坐的地方。这是通过发展中磁场线圈包围的房间,抵消地球的磁场。
科学家们说,唯一的限制这种静区大小的房间的大小可以实现这些线圈。
这意味着它将可能不止一个人被梅格成像的同时,使它可以做更多“真实”的研究和理解更多关于大脑活动在不同的环境中,比如当人们互动。
大脑研究和治疗的未来
这种新的可穿戴技术在脑成像是一个大的飞跃。
加雷斯·巴恩斯教授威康信托中心的项目负责人对人类神经影像学在伦敦大学学院,说:“这有可能彻底改变大脑成像领域,和转换的科学和临床问题与人类大脑成像技术可以解决。”
它将使:帕金森患者的实时测量;观察癫痫患者的发作;功能调查大脑发育和退化。
和马修在不久的将来会设想一个时间当研究人员可以将他们的梅格头盔与虚拟现实系统让患者在控制虚拟环境,可以帮助了解他们应对压力的情况下,治疗创伤后应激障碍,例如,或恐惧症治疗。
参考:
河豚,E。福尔摩斯,N。这次展出,J。罗伯茨,G。沙,V。迈耶,S。,。布鲁克斯,m . j . (2018)。对真实世界的应用程序提供一个可穿戴系统移动脑磁图描记术。大自然。doi: 10.1038 / nature26147
