Naukowcy z MIT stworzyli urządzenie do obrazowania pracy mózgu. Specjalna czapka monitoruje przepływ krwi z dokładnością dotychczas niespotykaną.
Mózg – wielka zagadka
Mało wiemy o jednym z najważniejszych organów naszego ciała. Ludzki mózg, super biokomputer, który pozwolił przejść od posługiwania się prostymi narzędziami do lotów w kosmos to system, który nadal skrywa przed nami mnóstwo tajemnic. Dlatego tak ważne są sensory, badania, eksperymenty i implanty, pomagające nam kroczek po kroczku coraz lepiej poznawać najbardziej skomplikowaną strukturę dotychczas znaną człowiekowi. Naukowcy z MIT dołożyli do tego przedsięwzięcia kolejną cegiełkę.
Zespół, złożony z uczonych z Massachusetts General Hospital, Lincoln Laboratory i Uniwersytetu Bostońskiego, zbudował przenośne urządzenie do monitorowania przepływu krwi w głowie. Organ reguluje przepływ krwi w zależności od tego, jakie zadania umysłowe i fizyczne wykonuje dana osoba.
Dokładne odwzorowanie mózgowego przepływu krwi, za pomocą łatwego w obsłudze systemu, da naukowcom wgląd w jego funkcje poznawcze i potencjalnie pomoże w leczeniu urazów mózgu oraz chorób psychicznych.
Mózg z innej perspektywy
Nowa metoda obserwacji pracy naszego spiritus movens nosi nazwę dyfuzyjnej spektroskopii korelacyjnej w dziedzinie czasu (TD-DCS) i polega na przesyłaniu światła laserowego do mózgu za pomocą światłowodów. System został zamknięty w urządzeniu przypominającym czepek, który ma 64 punkty transmisyjne i 192 punkty odbiorcze.
Zorganizowane są w grupy zwane optodami, oddalone od siebie o 1 centymetr w taki sposób, by pokryć całą skórę głowy. Światło laserowe rozprasza się z nadajnika każdej optody, odbija się od hemoglobiny w krwinkach czerwonych i wraca do odbiorników. Intensywność powracającego sygnału świetlnego zmienia się w zależności od szybkości przepływu krwinek.
Aby możliwy był odbiór bardzo słabego, nie czyniącego szkody tkankom mózgu sygnału, niosącego istotne informacje, konieczne było opracowanie bardzo czułych detektorów, zwanych fotodiodami lawinowymi Geigera (GmAPD).
GmAPD to urządzenie, które może wysłać szybki impuls elektryczny w odpowiedzi na pojedynczy foton. Możemy wykryć ten impuls i zmierzyć czas jego wystąpienia cyfrowo, co sprawia, że detektor jest niezwykle czuły. Jest to niezbędne, ponieważ większość światła rozprasza się w losowych kierunkach, a tylko ułamek rozprasza się we właściwym kierunku i dociera do detektora.
Brian Aull, członek zespołu badawczego
Zespół ma za sobą już pierwsze udane testy urządzenia i planuje do 2024 przekazanie go do szpitala w Massachusetts.
Ta technologia ma bezpośrednie znaczenie kliniczne w diagnostyce i śledzeniu urazowych uszkodzeń mózgu. Mamy nadzieję, że w dłuższej perspektywie ta technologia może też pomóc w leczeniu schorzeń psychiatrycznych, takich jak zespół stresu pourazowego, depresja i samobójstwa.
Jonathan Richardson, członek zespołu badawczego
