به گزارش مجله خبری نگار،تحقیقات جدید واضحترین تصویر از مغز در حال رشد کودکان را با استفاده از یک اسکنر مغز پوشیدنی برای نقشه برداری فعالیت الکتریکی مغز ارائه کرده است. این کار فرصتهای جدیدی را برای ردیابی چگونگی ایجاد نقاط عطف مهم رشد، مانند راه رفتن و صحبت کردن، با تغییر عملکرد مغز و چگونگی ظهور شرایط عصبی مانند اوتیسم فراهم میکند.
ساخت رابط مغز و کامپیوتر برای کمک به کنترل اشیاء با فکر
این تیم تحقیقاتی که توسط دانشمندان دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه ناتینگهام رهبری میشد، از یک اسکنر جدید طراحی مغناطیس مغز (MEG) برای اندازه گیری الکتروفیزیولوژی مغز در کودکان دو ساله استفاده کردند. یافتهها در eLife منتشر شده است.
سلولهای مغزی با تولید جریانهای الکتریکی کار میکنند و ارتباط برقرار میکنند. این جریانها میدانهای مغناطیسی کوچکی تولید میکنند که میتوانند در خارج از سر شناسایی شوند. محققان از سیستم جدید خود برای اندازه گیری این زمینهها و مدل سازی ریاضی برای تبدیل این زمینهها به تصاویر با دقت بالا استفاده کردند که نشان میدهد، میلی ثانیه به میلی ثانیه، کدام بخشهای مغز در هنگام انجام وظایف درگیر هستند.
اسکنر مغزی پوشیدنی بر اساس تکنولوژی کوانتومی است و از سنسورهای اندازه آجر لگو- به نام مغناطیس سنجهای پمپ نوری (OPMs) -استفاده میکند که در یک کلاه ایمنی سبک وزن برای اندازه گیری میدانهای تولید شده توسط فعالیت مغز گنجانده شده است. طراحی منحصر به فرد به این معنی است که سیستم میتواند برای هر گروه سنی، از کودکان تا بزرگسالان سازگار شود. سنسورها میتوانند بسیار نزدیکتر به سر قرار گیرند و کیفیت دادهها را افزایش دهند. این سیستم همچنین به مردم اجازه میدهد تا در حالی که آن را میپوشند حرکت کنند و آن را برای اسکن کودکان که در اسکنرهای معمولی نگه داشتن آن را دشوار میدانند، ایده آل میکند.
۲۷ کودک (۲-۱۳ ساله) و ۲۶ بزرگسال (۲۱-۳۴ ساله) در این مطالعه شرکت کردند که یک جزء اساسی عملکرد مغز به نام "نوسانات عصبی" (یا امواج مغزی) را بررسی کرد. مناطق مختلف مغز مسئول جنبههای مختلف رفتار هستند و نوسانات عصبی ارتباط بین این مناطق را ترویج میدهند. تیم تحقیقاتی اندازه گیری کردند که چگونه این اتصال با رشد ما تغییر میکند و چگونه مغز ما از انفجار کوتاه و نقطهای فعالیت الکتروفیزیولوژیک برای مهار شبکههای iof مناطق مغز استفاده میکند.
این کار به طور مشترک توسط لوکاس ریر و ناتالی رودز از دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه ناتینگهام انجام شد.
لوکاس ریر، دانشکده فیزیک و نجوم گفت: سیستم پوشیدنی فرصتهای جدیدی را برای مطالعه و درک مغز کودکان در سنین بسیار پایینتر از آنچه قبلا با مگ امکان پذیر بود، باز کرده است. دلایل مهمی برای انتقال به شرکت کنندگان جوان وجود دارد: از دیدگاه علوم اعصاب، بسیاری از نقاط عطف مهم در رشد در چند سال اول (حتی ماه ها) زندگی رخ میدهد. اگر بتوانیم از تکنولوژی خود برای اندازه گیری فعالیتهای مغزی که این نقاط عطف رشد را پایه گذاری میکنند استفاده کنیم، این درک جدیدی از عملکرد مغز را ارائه میدهد.
این تحقیق که توسط شورای تحقیقات مهندسی و فیزیک (EPSRC) تأمین مالی شده بود، شامل همکاران دانشگاهی بیمارستان SickKids در تورنتو، کانادا و شرکای صنعتی شرکت دستگاه اتمی QuSpin مستقر در ایالات متحده و شرکت Cerca Magnetics Limited مستقر در ناتینگهام بود.
رودز دانشجوی کارشناسی فیزیک دانشگاه ناتینگهام بود و در زمان انجام این کار دانشجوی کارشناسی ارشد بود. او اکنون به یک موقعیت پس از دکترا در تورنتو نقل مکان کرده است.
ناتالی رودز گفت: این مطالعه اولین نوع خود با استفاده از تکنولوژی پوشیدنی MEG است و یک پلتفرم برای راه اندازی تحقیقات بالینی جدید در اختلالات دوران کودکی فراهم میکند. این بدان معناست که ما میتوانیم نه تنها رشد سالم مغز، بلکه بسترهای عصبی را که زمینه رشد غیرمعمول در کودکان است، کشف کنیم.
مارگوت تیلور، دانشمند مشهور علوم اعصاب جهان - که همچنین نویسنده این مقاله است-در تورنتو به تحقیق در مورد اوتیسم میپردازد، گفت: کار ما به مطالعه عملکرد مغز در کودکان با اوتیسم و بدون اوتیسم اختصاص داده شده است. این مطالعه اولین مطالعهای است که نشان میدهد ما میتوانیم رشد مغز را از سنین بسیار پایین ردیابی کنیم. این بسیار هیجان انگیز است برای ترجمه احتمالی به تحقیقات بالینی و کار مانند این به ما کمک میکند تا درک کنیم که چگونه اوتیسم توسعه مییابد.