Создано новое устройство, способное более точно "измерять" деятельность головного мозга - «Наука и технологии»

Измерения сигналов деятельности головного мозга могут многое рассказать ученым о тонкостях функционирования этого сложного "биологического компьютера". Более того, аномальные отклонения в этих сигналах указывают на нарушения функционирования мозга или его отдельных участков, что является проявлением некоторых заболеваний и расстройств, таких, как шизофрения или депрессия, болезнь Альцгеймера или Паркинсона. В распоряжении ученых уже имеется несколько разновидностей инструментов для изучения мозговой деятельности, основными из которых является электроэнцефалография (EEG) и магнитно-резонансное сканирование (fMRI), но в настоящее время возможности этих технологий практически исчерпаны. Для того, чтобы узнать о мозге нечто новое уже требуются другие виды измерений сигналов, которые могут обеспечивать большую точность и давать ученым большее количество информации..

Ученые из исследовательского университета Royal Holloway в Великобритании разработали новую установку для исследований мозга, которая получила название HyQuid. Высокочувствительные датчики этой установки способны зарегистрировать даже самые слабые магнитные поля, возникающие во время работы мозга. А технологическая компания York Instruments будет продолжать начатые исследования для того, чтобы увеличить чувствительность датчиков, снизить стоимость установки и сделать ее более доступной для всех нуждающихся в ней исследователей.

По сути, установка HyQuid является магнито-энцефалографическим (magnetoencephalography, MEG) сканером мозга. Во время работы через нейроны головного мозга постоянно движется поток электрически заряженных атомов (ионов), создаваемое этим потоком магнитное поле изменяет свою силу и направление в момент активизации нейрона. А когда активизируются несколько тысяч нейронов одновременно, они создают достаточно сильные изменения магнитного поля, которые достаточно хорошо детектируются и поддаются измерениям.

Основой MEG-сканеров являются специальные датчики, называемые сверхпроводимыми квантово-интерференционными детекторами (superconducting quantum interference devices, SQUID). Одни охлаждаются жидким гелием и располагаются в шлеме, снабженном свинцовой оболочкой для устранения вмешательства посторонних магнитных полей. А само устройство-сканер устанавливается в комнате, огражденной от любых внешних электромагнитных полей, прибывающих из различных источников. В основе устройства HyQuid лежат новые SQUID-датчики, имеющие достаточно высокую чувствительность и калибровка которых не вызывает существенных затруднений.

MEG-сканеры не могут полностью заменить другие типы инструментов для анализа деятельности мозга, несмотря на то, что они обеспечивают более высокую точность, нежели EEG, и производят это более "прямым" путем, нежели fMRI. Тем не менее, за прошедшее десятилетие исследователи начали использовать в своей работе MEG-сканеры, невзирая на высокую стоимость технологии, минимальный "ценник" которой составляет 3.4 миллиона долларов. Представители Royal Holloway и York Industries надеются, что их усилия позволят сделать исследования с использованием MEG-сканера HyQuid более популярными, хотя окончательная стоимость этого устройства еще не определена.