یک حسگر جدید میتواند ناهنجاری های اولیه مغز را با الماس های مبتنی بر لیزر تشخیص دهد و به تشخیص زودهنگام بیماری هایی نظیر زوال عقل، آلزایمر و صرع کمک کند.
به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، پژوهشگران موسسه فناوری سلطنتی ملبورن (RMIT) و موسسه فرانهوفر در آلمان، در یک تلاش مشترک چند ملیتی، حسگر الماسی جدیدی مبتنی بر لیزر ساخته اند که میتواند میدان های مغناطیسی را تا ۱۰ برابر بهتر از ابزارهای امروزی اندازه‌گیری کند.
اندازه گیری میدان مغناطیسی امروزه بطور گسترده در زمینه پزشکی کاربرد دارد. تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا همان ام آرآی (MRI) که ترکیبی از استفاده از آهن ربا و امواج رادیویی برای مشاهده اندام ها و ساختارهای داخل بدن است، به ابزار مهمی برای بررسی مغز و نخاع و جستجوی علایم اولیه بیماریها تبدیل شده است.
از سوی دیگر، با پیشرفت های فناوری پزشکی اکنون می توانیم میدان های مغناطیسی تولید شده توسط جریان های الکتریکی داخل مغزمان را نیز اندازه‌گیری کنیم. با استفاده از تکنیکی به نام مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) یا مغناطیس نگاری مغزی، پزشکان اکنون می توانند فعالیت مغز را نقشه برداری و مکانهایی را جستجو و کاوش کنند که امکان دارد منشاء تشنج های صرع (epilepsy) باشند یا نورون های ناکارآمد را در طول فعالیت های عادی در مغز شناسایی کنند.
مغناطیس نگاری مغزی یا مگنتوانسفالوگرافی یک فن تصویربرداری عصبی کارکردی برای نقشه برداری فعالیت های مغز با ثبت میدان های مغناطیسی تولیدشده توسط جریان های الکتریکی که بطور طبیعی در مغز رخ می‌دهند، با استفاده از مغناطیس سنج های بسیار حساس است. آرایه های دستگاه های ابررسانا کوانتومی تداخلی در حال حاضر رایج ترین مغناطیس سنج ها هستند.
برنامه های کاربردی مغناطیس نگاری مغزی عبارتند از تحقیقات اولیه در فرآیندهای شناختی و مغز، مناطق متأثر از آسیب شناسی قبل از جراحی، تعیین عملکرد قسمت های مختلف مغز و بازخورد نورونی.
این فناوری میتواند در محیط بالینی برای پیدا کردن مکان های ناهنجاری و همچنین در یک محیط آزمایشگاهی به سادگی برای اندازه‌گیری فعالیت های مغز مورد استفاده قرار گیرد.
چالش های مغناطیس نگاری مغزی
در حالی که فناوری هایی مانند مغناطیس نگاری مغزی (MEG) برای جامعه پزشکی یک موهبت است، نصب و راه اندازی این ماشین ها یک چالش بزرگ است. ابزاری که بتواند میدان مغناطیسی را اندازه گیری کند، گران قیمت است و تمام محیط اتاقی را که نیاز به محافظ مغناطیسی دارد، پر می کند. همچنین به دمای بسیار سرد نیاز دارد تا هلیوم مورد استفاده در دستگاه، در حالت مایع بماند. سخت تر از همه نیز اینکه نیاز است که بیمار در حین انجام این اندازه اندازه گیری ها کاملاً ثابت بماند.
پژوهشگران مؤسسه فناوری سلطنتی ملبورن (RMIT) و موسسه فرانهوفر برای فیزیک حالت جامد کاربردی (IAF) در آلمان، در جستجوی راه هایی برای بهبود تشخیص این امواج دریافتند که الماس مورد استفاده برای این تشخیص ها می تواند بیش از پیش بهبود یابد.
نقش الماس در MEG
الماس بخشی از ابزاری است که امروزه برای سنجش میدان مغناطیسی استفاده می شود. شدت نور ناشی از نقصان های کوانتومی بر روی الماس با شدت میدان مغناطیسی تغییر می کند. با این حال، محققان دریافتند که اغلبِ نوری که الماس بیرون می دهد، از بین می رود. پژوهشگران با تبدیل این نور به لیزر توانستند تمام آنرا جمع آوری کنند و این منجر به افزایش ۱۰ برابری در تشخیص میدان مغناطیسی شد.
پژوهشگران تصور می کنند که یک ابزار MEG ساخته شده با الماس لیزری، بسیار کوچکتر از ابزارهای امروزی خواهد بود و در صورت نیاز میتواند حتی قابل حمل باشد. بیماران نیز به جای نشستن، عملاً می توانند با MEG که با استفاده از این فناوری جدید توسعه یافته است، راه بروند. همچنین از آنجایی که این دستگاه جدید به هلیوم مایع نیاز ندارد، به راحتی در دمای اتاق کار می کند.
این ابزار که ساخت آن تا ۵ سال آینده طول میکشد، برای تشخیص علایم اولیه بیماری هایی مانند زوال عقل، بیماری آلزایمر (Alzheimer's disease) و صرع مفید خواهد بود.
نتایج یافته های این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.
- 17
- 1
