Датчик измерит магнитную активность головного мозга

Датчик измерит магнитную активность головного мозга

Миниатюрный, основанный на атоме магнитный датчик, разработанный «Национальным институтом стандартов и технологий» (National Institute of Standards and Technology — NIST) успешно прошёл важный этап в исследовании по измерению деятельности человеческого мозга, сообщает «WordScience.org». На этой неделе исследователи проверят, подходит ли данный датчик для биомедицинских приложений, изучающих психические процессы и продвижение в понимании неврологических заболеваний.

«NIST» и немецкие учёные использовали датчик «NIST» для измерения альфа-волн в головном мозге человека, вызванных при открытии и закрытии глаз, а также при сигналах, вызванных в результате стимуляции рукой. Измерения были проверены путём сопоставления их с сигналами, записанными с помощью «SQUID» (сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство). «SQUID» является наиболее чувствительным в мире из коммерчески доступных магнитометров, а также считается «золотым стандартом» для подобных экспериментов. На данный момент мини-датчик «NIST» менее чувствителен, но имеет большой потенциал в сопоставимой производительности, предлагая потенциальные преимущества в размерах, портативности и стоимости.

Результаты исследования показывают, что мини-датчик «NIST» может быть полезным в магнитоэнцефалографии (МЭГ), неинвазивная процедура, которая измеряет магнитные поля, создаваемые электрической активностью в головном мозге. МЭГ используется для фундаментальных исследований в области восприятия и познавательных процессов у здоровых лиц, а также для обследования зрительного восприятия у новорождённых и картирования активности головного мозга до операции по удалению опухоли или лечения эпилепсии.

В настоящее время МЭГ опирается на «SQUID» массивы, которые установлены в тяжёлой колбе, содержащей криогенные хладагенты, так как «SQUID» лучше всего работает при температуре, которая на 4 градуса выше абсолютного нуля, или минус 269 градуса по Цельсию. Мини-датчик «NIST» снабжён чипом, размер которого сопоставим с кусочком сахара и работает при комнатной температуре. Для массового производства он будет менее дорогим, по сравнению с обычными атомными магнитометрами, которые больше по размеру и имеют более сложную процедуру изготовления и сборки.

«Мы фокусируемся на небольшом датчике, производя его в непосредственной близости к источнику сигнала, что делает его очень технологичным при сравнительно низкой стоимости», — говорит соавтор Svenja Knappe. «Производя недорогую систему, в последствии её можно будет предоставить каждой больнице для проверки травматических повреждений головного мозга».

Мини-датчик состоит из контейнера, содержащего около 100 млрд. атомов рубидия в газе, маломощной инфракрасной лазерной оптики и волокна, которое служит для обнаружения световых сигналов, регистрирующих магнитное поле — атомы поглощают больше света при увеличении магнитного поля. Датчик была улучшен, поскольку использовался для измерения работоспособности человеческого сердца в 2010-ом году. Учёные «NIST» переработали обогреватели, которые испаряют атомы и перешли на другой тип оптического волокна, чтобы повысить чёткость сигнала.

Эксперименты головного мозга проводились в «Physikalisch Technische Bundesanstalt» в Берлине (Германия), который работает по действующей программе, направленной на биомагнитную визуализацию. Датчик «NIST» измеряет магнитные сигналы около 1 пикотесла (триллионных тесла). Для сравнения, магнитное поле Земли в 50 миллионов раз сильнее (на 50 миллионных долей тесла). Учёные «NIST» рассчитывают повысить производительность мини-датчика примерно в десять раз за счёт увеличения количества улавливаемого света. Расчёты показывают, что чувствительность модернизированного датчика может сравниться с чувствительностью «SQUID». Учёные также работают над созданием мульти-датчика с магнитной системой визуализации для клинически значимых приложений.

Источник: wordscience.org

Похожие новости:
Ученые разработали технологию отображения работы мозга
В современной научной медицинской деятельности немаловажное место занимает исследование головного мозга человека. Шаг на встречу разгадки тонкостей функционирования этого органа сделали ученые университета в Калифорнии. Специально разработанный комплекс визуализации головного мозга позволяет не только получить изображение ..
2014-03-23 1514 0 Технология
0
Украинские ученые придумали прототип электронного языка
Ученые из Киевского национального университета имени Шевченко (со второй аффилиацией в Институте нанотехнологий во французском городе Лион) представили концепцию искусственного электронного языка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Ученые придумали датчик, ..
2014-11-13 1702 0 Технология
3
В Японии научились создавать нервные клетки из кожи
В Японии специалистами создана универсальная методика получения нервных клеток из кожи. Данная разработка сможет помочь, по утверждению исследователей, в будущем лечить людей с повреждениями тканей ЦНС, которые возникают в результате поражений мозга, как головного, так и спинного. О прогрессе ученых ..
2015-05-04 1919 0 Технология
0
Начаты испытания стимулятора мозга против болезни Альцгеймера
Глубокая стимуляция мозга уже используется для лечения болезни Паркинсона и эпилепсии. Сейчас медики пытаются понять, можно ли применять этот метод для лечения других нарушений, например, болезни Альцгеймера. Учёные из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) создали для этой ..
2012-12-11 1873 0 Технология
0
Скорость набора текста с помощью мысли достигла 6 слов в минуту
Скорость набора шесть слов в минуту вряд ли кого-то впечатлит. Но для людей с ограниченными возможностями даже такая возможность была бы бесценной. Исследователи Стэндфордской лаборатории трансляционного нейронного протезирования имплантировали пациентам интерфейс «мозг–компьютер» и научили их печатать со скоростью шесть ..
2015-10-04 1987 0 Технология
0
Парализованных обезьян научили ходить с помощью нейроинтерфейса
Ученые из Швейцарской вышей технической школы вернули подвижность ногам обезьян с травмой спинного мозга с помощью мозговых имплантов. Ранее такие импланты, обеспечивающие отсутствующую из-за травмы связь головного мозга со спинным мозгом, были уже испытаны на крысах, ..
2016-11-11 9338 0 Технология
0
Механические наносенсоры помогут обнаружить внеземную жизнь
Швейцарские ученые разработали датчик, который, отслеживая наноразмерные вибрации, способен определять их принадлежность живым существам. Такие сенсоры найдут применение на марсоходах и других аппаратах, ищущих признаки жизни на далеких планетах. Результаты своих исследований авторы опубликовали ..
2015-01-02 6628 0 Технология
1
Новый нейроинтерфейс позволил управлять отдельными пальцами протеза
Американские исследователи разработали нейроинтерфейс, позволяющий управлять отдельными пальцами биомеханического протеза. О своей работе они пишут в Journal of Neural Engineering.Современные протезы, управляемые мозгом пациента, обеспечивают только синхронные движения пальцами, при которых кисть работает, как простой зажим (подобное движение человек ..
2016-02-17 1459 0 Технология
1
Из стволовых клеток вырастили живой человеческий мини-мозг
Ученые из Института молекулярной биотехнологии при Академии наук Австрии, используя разработанную ими новую методику, впервые смогли успешно вырастить из стволовых клеток крошечные, размером с горошину, кластеры клеток ткани человеческого головного мозга. Авторы полагают, что такие выращенные ..
2013-08-29 1944 0 Технология
1
Химическая стимуляция спинного мозга позволит двигаться
Исследователи, работающие в швейцарском Федеральном технологическом институте в Лозанне (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne), успешно использовали электрические и химические методы стимуляции для возбуждения нейронов в нижней части спинного мозга ранее парализованных крыс, позволяя грызунам ходить и даже ..
2012-06-4 1929 0 Технология
0
Олимпийцев США ускорят микрополяризацией головного мозга
США повысят производительность нескольких спортсменов на Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро при помощи электрической стимуляции головного мозга. Технология в настоящее время не запрещена WADA (Всемирное антидопинговое агентство). Об этом сообщает издание IEEE Spectrum Института инженеров электротехники и электроники США.Метод, ..
2016-08-07 5137 0 Технология
0
Неврологи создадут устройство для слепых
Команда исследователей из Техасского университета изучают возможность электрической стимуляции зрительной коры головного мозга, чтобы создать простые образы и формы. Такое развитие событий может привести к созданию протеза визуализации, который будет эффективен для слабовидящих и слепых,сообщает ..
2012-06-9 1483 0 Технология
0
В Японии создали медицинский датчик высокой точности
Японские ученые изобрели тонкий липкий датчик, который может быть приклеен на подвижные швы, сердце и другие живые ткани тела. Новое открытие дает возможность имплантировать в организм датчики, которые сложно обнаружить, и позволяет врачам больше ..
2014-12-23 10243 0 Технология
0
Предложена технология выращивания мини-мозга
Учёные Университета Брауна разработали технологию выращивания миниатюрного мозга из ткани центральной нервной системы. Новая разработка позволит учёным проводить различные исследования, не прибегая к использованию для этого мозга животных. Университет Брауна опубликовал в конце прошлой неделе подробное ..
2015-10-07 1479 0 Технология
0
Bluetooth зуб будет следить за полостью рта
Пломба, работающая как радиоприемник, очень похоже на миф. Но ученые из Национального тайваньского университета разрабатывают искусственный зуб, который будет отправлять и принимать сигнал, сообщает weblaboratory.org. Они работают над тем, чтобы встроить датчик в зуб. Он будет отслеживать состояние полости ..
2013-08-4 1472 0 Технология
0