Активность мозга теперь можно измерить с помощью света

Новый метод - функциональная интерферометрическая спектроскопия рассеивающих волн (fiDWS) - обещает быть дешевле, чем существующие технологии. Ее также можно использовать для оценки травм головного мозга или в нейробиологических исследованиях.

«Теперь мы можем оценить, насколько хорошо мозг регулирует кровоток и даже обнаружить активацию мозга неинвазивно у взрослых людей, используя принципы, аналогичные функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), но за небольшую часть стоимости», - сказал старший автор исследования Вивек Сринивасан.

Человеческий мозг составляет 2% массы нашего тела, но от 15 до 20% кровотока у него идет от сердца. Измерение мозгового кровотока важно для диагностики инсультов и для прогнозирования вторичных повреждений при субарахноидальных кровоизлияниях или черепно-мозговых травмах. Врачи, оказывающие неврологическую интенсивную терапию, также хотели бы контролировать выздоровление пациента, визуализируя кровоток в головном мозге и оксигенацию. Существующие технологии дороги и не могут применяться постоянно или у постели больного. Например, современные методы визуализации мозгового кровотока требуют дорогостоящих МРТ или компьютерных томографов. Существуют световые технологии, такие как спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне, но они также имеют недостатки в точности. В новом методе используется тот факт, что ближний инфракрасный свет может проникать через ткани тела. Если вы направите ближний инфракрасный лазер на чей-то лоб, свет будет многократно рассеиваться тканями, включая клетки крови. Улавливая флуктуационный сигнал света, который возвращается из черепа и кожи головы, вы можете получить информацию о кровотоке внутри мозга. Активация префронтальной коры Сначала лазерный луч разделяют на «пробный» и «эталонный» пути. Луч пробы проходит в голову пациента, а эталонный луч направляется так, чтобы он повторно соединялся с пучком пробы перед тем, как попасть в детектор. Благодаря интерферометрии более сильный опорный луч усиливает слабый сигнал образца. Это позволило команде измерить выходную мощность с помощью светочувствительного чипа, используемого в цифровых камерах, вместо дорогостоящих детекторов счета фотонов. Затем они используют программное обеспечение для расчета индекса кровотока для разных участков мозга. Ученые также обнаружили, что с помощью новой технологии они могут измерять кровоток быстрее и глубже под поверхностью, чем с помощью современных световых технологий. Они могли измерять пульсирующий мозговой кровоток, а также обнаруживать изменения, когда добровольцам давали небольшое повышение углекислого газа. Когда добровольцам была предложена простая математическая задача, исследователи смогли измерить активацию префронтальной коры через лоб.