تهیه دقیق‌ترین تصویر از مغز کودکان با فناوری اسکنر پوشیدنی
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از سای تک دیلی ، دانش‌پژوهان دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه ناتینگهام در جدیدترین مطالعه خود از یک اسکنر پوشیدنی برای ترسیم فعالیت الکتریکی مغز استفاده و دقیق‌ترین دیدگاه را از مغز در حال رشد کودکان ارائه کردند.
این پژوهش راه را برای روش‌های جدیدی هموار می‌کند تا چگونگی حمایت عملکرد‌های تکاملی مغز از نقاط عطف رشد، مانند راه رفتن و صحبت کردن را رصد کرده و همچنین به کشف منشأ بیماری‌های عصبی رشدی مانند اوتیسم کمک کند.
این دانشمندان از یک طراحی نوین اسکنر مغناطیسی مغزی (MEG) برای اندازه گیری الکتروفیزیولوژی مغز در کودکان زیر دو سال استفاده کردند.
سلول‌های مغزی با تولید جریان‌های الکتریکی کار و با هم ارتباط برقرار می‌کنند. این جریان‌ها میدان‌های مغناطیسی کوچکی تولید می‌کنند که می‌توان آنها را در خارج از سر تشخیص داد. محققان از سیستم جدید خود برای اندازه گیری این میدان‌ها و مدل سازی ریاضی برای تبدیل آنها به تصاویری با دقت بالا استفاده کردند که نشان می‌دهد، در میلی ثانیه به میلی ثانیه، کدام بخش از مغز هنگام انجام وظایف درگیر می‌شود.
اسکنر مغزی پوشیدنی برپایه فناوری کوانتومی است و از حسگر‌هایی به اندازه آجرک‌های لگو موسوم به «مغناطیس سنج‌های پمپ نوری» (OPMs) استفاده می‌کند که در یک کلاه ایمنی سبک تعبیه شده اند تا میدان‌های تولید شده توسط فعالیت مغز را اندازه گیری کنند.
این طراحی منحصربه‌فرد، امکان سازگاری این سیستم را برای هر گروه سنی، از کودکان نوپا تا بزرگسالان، فراهم می‌کند. می‌توان با نزدیک کردن حسگر‌ها به سر، کیفیت داده‌ها را افزایش داد. این سیستم همچنین به افراد اجازه می‌دهد در حین استفاده از آن حرکت کنند و برای اسکن کودکانی که ثابت نگه داشتن آنها در اسکنر‌های معمولی دشوار است، مطلوب قلمداد می‌شود.
در این مطالعه ۲۷ کودک (۲ تا ۱۳ سال) و ۲۶ بزرگسال (۲۱ تا ۳۴ سال) شرکت داشتند و طی آن یک مولفه مهم از عملکرد مغز به نام «نوسانات عصبی» (یا امواج مغزی) بررسی شد. نواحی مختلف مغز مسئول جنبه‌های مختلف رفتار هستند و نوسانات عصبی باعث ایجاد ارتباط بین این مناطق می‌شود. این گروه از محققان چگونگی تغییر این اتصال را با افزایش سن افراد اندازه گیری کردند. آنها چگونگی استفاده مغز از انفجار‌های کوتاه و نقطه‌ای ناشی از فعالیت الکتروفیزیولوژیکی برای مهار شبکه‌های نواحی مغز و در نتیجه کنترل نحوه توجه ما به محرک‌های حسی ورودی را بررسی کردند.
مجریان این طرح می‌گویند: «سیستم پوشیدنی فرصت‌های جدیدی را برای مطالعه و درک مغز کودکان در سنین بسیار پایین‌تر از آنچه که قبلا با MEG امکان پذیر بود، فراهم می‌کند. دلایل مهمی برای مطالعه داوطلبان جوان‌تر وجود دارد: از دیدگاه عصب شناسی، بسیاری از نقاط عطف حیاتی در رشد در چند سال اول (حتی ماه‌های نخست) زندگی رخ می‌دهند. اگر بتوانیم از فناوری خود برای اندازه گیری فعالیت‌های مغزی که زیربنای این نقاط عطف رشد هستند استفاده کنیم، درک جدیدی از عملکرد مغز به دست می‌آوریم.»
محققان می‌گویند: «این مطالعه اولین پژوهش در نوع خود است که از فناوری پوشیدنی MEG استفاده، و زمینه را برای راه اندازی تحقیقات بالینی جدید در حوزه اختلالات دوران کودکی فراهم می‌کند؛ و این یعنی می‌توانیم نه تنها رشد سالم مغز، بلکه بستر‌های عصبی را که زیربنای رشد غیر معمول در کودکان هستند، بررسی کنیم.
مارگوت تیلور «Margot Taylor» عصب شناس مشهور جهان، نویسنده این مقاله است و تحقیقاتی را در مورد اوتیسم در تورنتوی کانادا رهبری می‌کند. وی گفت: «کار ما به مطالعه عملکرد مغز در کودکان خردسال مبتلا و بدون اوتیسم اختصاص دارد. این مطالعه اولین پژوهشی است که نشان می‌دهد می‌توانیم رشد مغز را از سنین بسیار پایین ردیابی کنیم. پژوهش‌هایی از این دست به ما کمک می‌کند بفهمیم اوتیسم چگونه بروز می‌کند.»
نتایج این تحقیقات در نشریه eLife منتشر شده است.
انتهای پیام/