Sir Peter Mansfield Görüntüleme Merkezi, Nottingham Üniversitesi ve İnsan Nörogörüntüleme Merkezi, UCL‘deki araştırmacılar tarafından; hastaların tarama sırasında doğal hareket etmelerini sağlayan, bir kask gibi giyilebilen yeni nesil bir beyin tarayıcısı geliştirilmiştir.
21 Mart günü yayınlanan bir Nature makalesinde; araştırmacılar insanların beyin hareketlerini ölçüm sırasında, insanların başını sallama, germe, çay içme ve hatta ping pong oynama gibi doğal hareketler gerçekleştirebildiklerini gösteriyor. Bu yeni, hafif, manyetoensefalografi (MEG) sistemi sadece giyilebilir değil; aynı zamanda mevcut sistemlerden de daha hassastır.
Araştırmacılar bu yeni tarayıcının, epilepsili küçük çocuklar veya Parkinson hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklar gibi geleneksel sabit MEG tarayıcıları kullanamayan hastalar için araştırma ve tedaviyi geliştireceğini umuyorlar.
Beyin hücreleri elektrik akımları üreterek çalışır ve iletişim kurar. Bu akımlar, kafa dışında algılanan küçük manyetik alanlar oluşturur. Araştırmacılar bu manyetik alanları ölçerek beyin fonksiyonlarını haritalamak için MEG kullanıyor. Bu, konuşma veya hareket etme gibi farklı görevleri üstlendiğimizde; beynin hangi bölümlerine takılırsa oranın milisaniye cinsinden resmini sağlar.
Mevcut MEG tarayıcıları büyük ve yaklaşık yarım ton ağırlığındadır. Bunun nedeni, beynin manyetik alanını ölçmek için kullanılan sensörlerin hantal soğutma teknolojisiyle çok soğuk (-269 ° C) tutulması gerektiğidir. Mevcut tarayıcılarda, 5 mm’lik bir hareket bile görüntüleri kullanılamaz hale getirebileceği için, hasta taranırken çok sabit kalmalıdır. Bu, küçük çocuklar ya da hareket bozuklukları olan hastalar gibi ayakta kalmakta zorlanan insanları taramanın, genellikle zor olduğu anlamına gelir. Ayrıca, epilepsi nöbeti gibi beyinde nadiren oluşan bir olayı yakalamak için de; hastanın uzun süre ayakta kalması gerektiğinde problemler ortaya çıkmaktadır.
Bu problemler, teknolojiyi ölçeklendirerek ve 3D baskılı bir prototip kask içine monte edilebilen yeni ‘kuantum’ sensörlerinden yararlanarak yeni tarayıcıda çözülmüştür. Yeni sensörler çok hafif olduğundan ve oda sıcaklığında çalışabildiğinden, doğrudan kafa derisi yüzeyine yerleştirilebilirler. Sensörleri beyne daha yakın yerleştirmek, alabilecekleri sinyal miktarını arttırır.
Yeni tarayıcının hafif doğası, hastaların tarama sırasında kafalarını hareket ettirebilecekleri anlamına gelir. Bununla birlikte, kuantum sensörleri sadece Dünya’nın manyetik alanı yaklaşık 50.000 kat azaldığında; bu şekilde çalışacaktır. Bu sorunu çözmek için araştırma ekibi, dünyanın tarayıcısını çevreleyen alana indirgemeye yardımcı olan özel elektromanyetik bobinler geliştirdi. Bu bobinler, özellikle tarayıcı ortamının klostrofobik etki olmadığından emin olmak için; bulunduğu konumun her iki tarafına ve odanın duvarlarına yakın olacak şekilde tasarlanmıştır.
Tarayıcı, taranması gereken herkese uygun hale getirilebilecek kasklara dayanmaktadır. Prototip sistemlerinin başarısını takiben, araştırmacılar şimdi bisiklet kaskı görünümüne sahip olan, yetişkinlerin yanı sıra bebekler ve çocuklar için de uygun olacak yeni kask stilleri için çalışıyor. Araştırmacılar bu yeni tarayıcı tipinin yetişkinlerde hassasiyette dört kat artış sağlayacağını tahmin ediyor ve potansiyel olarak bebeklerde 15 veya 20 kat artış gösteriyor.
UCL’de İnsan Nörogörüntüleme için Wellcome Trust Merkezi’nde projeye liderlik eden Profesör Gareth Barnes, “Bu, beyin görüntüleme alanını devrim yaratma ve insan beyin görüntülemesiyle ele alınabilecek bilimsel ve klinik soruları dönüştürme potansiyeline sahip. Tarayıcı başın üzerine bir kask gibi takılabilir, bu da insanların serbestçe hareket ederken görevleri üstlenebileceği anlamına gelir., Önemli olarak, şimdi, şimdiye kadar, tarama yapmak son derece zor olan birçok insanda beyin fonksiyonunu inceleyeceğiz. Bu, çocuklarda sağlıklı beyin gelişiminin yanı sıra nörolojik ve zihinsel sağlık bozukluklarının yönetimini daha iyi anlamamıza yardımcı olacak.”
Prototipin yapıldığı Nottingham’da MEG çalışmasına liderlik eden Dr. Matt Brookes: “Bu yeni teknoloji, yeni nesil fonksiyonel beyin görüntüleme için heyecan verici yeni fırsatlar doğuruyor. Çevreyi hareket ettirirken bireyleri tarayabilmek yeni olanaklar sunuyor. Gerçek dünyadaki görevler veya gerçek sosyal etkileşimler sırasında beyin işlevini ölçmek için iyi bir örnek. Yalnızca sağlıklı beyin işlevini değil; aynı zamanda nörolojik, nörodejeneratif ve zihinsel sağlık koşullarını da anlamamız için önemli bir potansiyele sahiptir.”
