Оптическая визуализация мозга: «увидьте» свой мозг с помощью шлема для чтения мозга

Мы используем наш мозг, чтобы думать каждый день, но человеческий мозг сложен, утончен и загадочен, поэтому мы до сих пор очень мало о нем знаем. Но развитие технологии визуализации мозга на протяжении многих лет принесло новые достижения ученым, изучающим работу человеческого мозга.

Исследователи из Kernel, нейротехнологического стартапа в США, разработали носимое устройство под названием «Kernel Flow». В этом похожем на шлем устройстве используется технология TD-fNIRS (временная функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия). активность мозга.

В большинстве неинвазивных систем сканирования мозга используется технология fNIRS (спектроскопия непрерывной волны в ближней инфракрасной области), которая использует свет в ближней инфракрасной области спектра для измерения изменений поглощения света гемоглобином в крови, циркулирующей в головном мозге. TD-fNIR считается золотым стандартом для устройств неинвазивной оптической визуализации мозга, и это не новая технология, но такие проблемы, как высокая стоимость, сложность, большой размер и низкая частота дискретизации, ограничивают ее применение.

Kernel Flow состоит из 52 модулей, распределенных по четырем областям, охватывающим лобную, теменную, височную и затылочную кору. Каждый модуль содержит детектор и лазерный источник, который может излучать лазерный свет с двумя разными длинами волн, 690 нм и 850 нм, и достигать мозга через кожу головы.

Шесть детекторов расположены в форме шестиугольника вокруг лазерного источника, и каждый детектор находится на расстоянии 10 мм от источника света. Детектор улавливает отраженный свет, записывает время прибытия фотонов и может обнаруживать более миллиарда фотонов в секунду.

Детектор записывает обнаруженные времена прихода фотонов в виде гистограммы с частотой дискретизации 200 Гц с частотой дискретизации 7,1 Гц для всей системы. Эти детекторы, рассчитанные на высокую скорость счета фотонов, оптимизированы для измерений ToF диффузной оптической томографии со скоростью обработки более 1 × 109/сек.

В неврологическом тесте, проведенном Kernel, у двух добровольцев, участвовавших в эксперименте, наблюдались значительные гемодинамические изменения в каналах моторной коры во время постукивания пальцами. Кроме того, система TD-fNIR компании Kernel Flow идентифицировала колебания сердцебиения с помощью канала с высокой частотой дискретизации на лбу одного из добровольцев.

Помимо этих тестов, Kernel планирует использовать Flow для проведения нескольких исследований с разными целями. Например, изображения мозга используются для понимания эмоций, побочных эффектов психоделических препаратов, таких как кетамин, и концентрации внимания.

Однако исследователи из Kernel говорят, что в настоящее время технология имеет определенные ограничения, такие как текстура волос и тип кожи, которые могут повлиять на результаты визуализации мозга.

Но нынешнее устройство, которое весит всего 2,2 кг и состоит из небольших лазерных драйверов, специализированных интегральных схем и специальных детекторов, уже работает как настольная система. Хотя коммерческая жизнеспособность еще не разработана, может пройти совсем немного времени, прежде чем мы сможем измерять работу мозга так же, как мы измеряем частоту сердечных сокращений.

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo