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脑部扫描仪具有自行车头盔设计可简化测量[划重点]

发布时间:2022年07月05日    点击:[0]人次

脑部扫描仪具有自行车头盔设计,可简化测量

英国诺丁汉大学彼得·曼斯菲尔德爵士影像中心的科学家开发了一种可穿戴的“自行车头盔”式大脑扫描仪,该扫描仪可以在扫描过程中自然运动。新颖的头盔设计使研究人员能够测量从事自然活动的幼儿的大脑活动。

在《自然通讯》上发表的一篇论文中 ,研究人员与牛津大学和UCL的研究人员合作,展示了他们如何通过新颖的头盔设计增强了突破性的磁脑电图(MEG)技术中国机械。除了提供一种在整个生命周期内测量健康大脑功能的新方法之外,它还为研究儿童的一系列神经和心理健康状况(包括癫痫和自闭症)提供了机会。

脑细胞通过产生电流来进行操作和通信,而电流又产生可以在头部外部检测到的微小磁场。研究人员使用MEG通过测量这些磁场来绘制大脑功能图。这样就可以实时显示出在执行不同任务时大脑的哪些部位处于活动状态。

Ryan Hill,博士 研究员谁领导了这项研究,说:“对人类认知的基础,在第一个十年的生活都定下来了,但一直被限制的方法来研究它们由于大脑扫描技术限制的一个特殊问题一直是移动和事实上,大量传统的固定扫描仪一直要求患者仍留彻底。这不仅不能给在自然环境大脑工作的一个准确的描述,但它也对谁可以扫描严格的限制,与代表儿童最大的挑战。”

诺丁汉大学的研究团队通过使用非常轻便的新型“量子”传感器解决了这一问题。这意味着,MEG技术,传统上需要一个半吨,“一个尺寸适合所有”机,被减少到500g的头盔,其可以适应任何头部尺寸。因为新传感器可以放置在非常靠近头部的位置,所以与传统设备相比,它们可以拾取的信号量大大增加,传统设备需要将传感器保持在远离头部的低温下。研究人员还开发了特殊的电磁线圈,可以精确控制背景磁场,从而可以在个人自由移动时对其进行扫描。

赖安补充说:“最初的原型扫描仪是定制的3D打印头盔,换句话说,只有一个人可以使用它。它非常笨重,看上去很吓人。在这里,我们想对其进行调整以便与儿童,这意味着我们必须设计出更轻巧,更舒适的设备,但仍需要与量子传感器进行足够的接触才能从大脑接收信号,因此我们设计并构建了一种新型的自行车头盔样式的设计,并且能够可以成功地分析2岁和5岁孩子在日常活动中的大脑活动,在这种情况下,他们是在妈妈抚摸他们的手的情况下看电视的,他们能够四处走动并自然地行动。为了证明该系统同样适用于年龄较大的孩子,我们使用了带较大头盔的系统,扫描少年玩电脑游戏。”

除了观察儿童的大脑活动之外,研究人员还使用扫描仪检查了学习乐器的成年人的大脑活动。这种情况提供了一种 在有人从事自然任务时检查大脑活动的方法 。这对于常规的MEG设备是不可行的,因为弹奏乐器的动作需要头部和手臂移动,而这在以前是不可能的。

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