Επιστήμονες κατάφεραν να αναπτύξουν μια νέα τεχνική για μη επεμβατική απεικόνιση του εγκεφάλου, που περιλαμβάνει διοχέτευση φωτός σε όλο το κεφάλι, από άκρη σε άκρη. Μέχρι σήμερα, η καλύτερη φορητή και οικονομική μέθοδος για την παρακολούθηση του εγκεφάλου είναι η λειτουργική φασματοσκοπία εγγύς υπέρυθρου (fNIRS). Όμως αυτή η τεχνολογία μπορεί να διεισδύσει μόλις λίγα εκατοστά, μέσα στον εγκέφαλο, πράγμα που σημαίνει πως στις περισσότερες περιπτώσεις απαιτείται μεγαλύτερες και πιο ογκώδεις μηχανές, μαγνητικής τομογραφίας.
Η νέα μέθοδος όμως, που αναπτύχθηκε από μια ομάδα του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης στη Σκωτία, επεκτείνει την ευαισθησία του fNIRS, ώστε να φωτίζει σε όλη τη διαδρομή τους πολύπλοκους συνδυασμούς οστών, νευρώνων και ιστών που αποτελούν το κεφάλι μας.
Για να το καταφέρουν αυτό οι ερευνητές, έπρεπε να κάνουν μερικές παραμετροποιήσεις, αυξάνοντας την ισχύ του laser εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας, εντός των ασφαλών ορίων. Παράλληλα, έπρεπε να δημιουργήσουν μια πιο ολοκληρωμένη διάταξη συλλογής του φωτός, για να πετύχουν καλή απεικόνιση.
Όμως, ακόμα και με αυτές τις μετατροπές, μόνο μια μικρή ποσότητα φωτονίων έφτανε από τη μία πλευρά του κεφαλιού στην άλλη. Όμως, ορισμένα φωτόνια έφτασαν και αυτό αποτελεί την αρχή μιας πολλά υποσχόμενης μεθόδου απεικόνισης, ώστε να μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει μέσα στο κεφάλι μας, χωρίς την ανάγκη χειρουργείου.
«Αυτά τα ευρήματα αποκαλύπτουν τη δυνατότητα επέκτασης του μη επεμβατικού φωτός που βασίζεται σε τεχνολογίες απεικόνισης εγκεφάλου στην τομογραφία κρίσιμων βιοδεικτών βαθιά στο κεφάλι ενός ενήλικα», γράφουν οι ερευνητές στη δημοσιευμένη εργασία τους.
Υπάρχουν πολλά που πρέπει να γίνουν όμως. Στις δοκιμές, η διαδικασία ήταν επιτυχής μόνο σε έναν από τους οκτώ συμμετέχοντες στη μελέτη. Ήταν ένας άνδρας χωρίς τρίχες στο κεφάλι και με ανοιχτόχρωμο δέρμα. Απαιτείται μια πολύ συγκεκριμένη ρύθμιση και παρατεταμένο χρόνο σάρωσης, περίπου 30 λεπτά.
Αυτοί οι περιορισμοί αναγνωρίζονται και από τους ερευνητές, όμως έπρεπε να θυσιάσουν μερικές μεταβλητές, όπως η ταχύτητα, για να δείξουν πως το φως είναι δυνατό να περάσει μέσα από το ανθρώπινο κεφάλι, μέσω του fNIRS. Αυτό είναι κάτι που η ομάδα κατάφερε να κάνει!
Χρησιμοποιήθηκαν υπολογιστικά μοντέλα βασισμένα σε λεπτομερείς τρισδιάστατες σαρώσεις κεφαλής για την πρόβλεψη της κίνησης των φωτονίων μέσα στο κρανίο. Τα αποτελέσματα ταίριαζαν πολύ με το πραγματικό φως που συλλέχθηκε, κάτι που σημαίνει πως η αξιοπιστία αυτής της μεθόδους επαληθεύεται.
Οι επιστήμονες είδαν πως το φως δε διασκορπίζεται τυχαία μέσα στο κεφάλι, αλλά ακολουθεί προτιμώμενες διαδρομές, συμπεριλαμβανομένων και τμημάτων που ήταν πιο διαφανή, όπως αυτά που ήταν γεμάτα με εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να βοηθήσει τις σαρώσεις εγκεφάλου να είναι καλύτερα στοχευμένες στο μέλλον.
«Διαφορετικές θέσεις πηγών στο κεφάλι μπορούν στη συνέχεια να απομονώσουν και να διερευνήσουν επιλεκτικά βαθιές περιοχές του εγκεφάλου», γράφουν οι ερευνητές.
Εκβιάζουν με αυτό το ψεύτικο μήνυμα που λαμβάνεις – Μην πέσεις στη παγίδα (screenshot)
Το fNIRS είναι μια τεχνολογία με σημαντικά πλεονεκτήματα, καθώς είναι αρκετά φθηνότερη, φορητή και συμπαγής τεχνολογία. Είναι ότι πρέπει σε σαρώσεις για εγκεφαλικά επισόδεια, εγκεφαλικές κακώσεις και όγκους, χωρίς να χρειάζεται να πάει κάποιος στο νοσοκομείο, ιδιαίτερα αν ζει σε απομακρυσμένες περιοχές.
Καθώς αναπτύσσονται μελλοντικές συσκευές απεικόνισης, αυτή η έρευνα θα πρέπει να αποδειχθεί χρήσιμη για τεχνικές που εμβαθύνουν στον εγκέφαλο – ακόμα κι αν χρειαστεί λίγος χρόνος μέχρι να μπορέσουμε να φέρουμε φως σε ολόκληρο το κεφάλι σε ένα πρακτικά χρήσιμο χρονικό πλαίσιο.
«Οι οπτικές μέθοδοι για τη μη επεμβατική απεικόνιση του ανθρώπινου εγκεφάλου υπόσχονται να καλύψουν το τεχνολογικό κενό μεταξύ φθηνών και φορητών συσκευών όπως η ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) και ακριβών οργάνων υψηλής ανάλυσης όπως η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI)», γράφουν οι ερευνητές.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Neurophotonics.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
