وكتبت صحيفة إزفستيا أن مجموعة من العلماء من كلية إيوف العليا للاقتصاد ومعهد سانت بطرسبرغ للفيزياء والتكنولوجيا يعملون على جيل جديد من التصوير المغناطيسي المغناطيسي الذري. إذا تم الانتهاء من العمل ، فسيختلف الاختراع الروسي بشكل مفيد عن أجهزة MEG الباهظة الثمن التي تبلغ قيمتها عدة ملايين من الدولارات:
- لا يتطلب غرفة عازلة مغناطيسيا. يعمل المستشعر في المجال المغناطيسي للأرض.
- التكلفة أرخص 5-7 مرات من نظائرها (حيث لا توجد حاجة لمعدات خاصة لغرفة عازلة مغناطيسية)
- الدمج
- موقع المستشعرات أقرب إلى الرأس من الحد الأدنى للمسافة 3-4 سم في أنظمة MEG الحالية ، حيث يحدث هذا القيد بسبب وضع المستشعر في الهليوم السائل عند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق
العمل بعيد عن الاكتمال ، لكن العلماء تمكنوا من تحقيق نجاحات معينة. الأهم من ذلك ، تم بالفعل تصميم عنصر رئيسي للجهاز المستقبلي - جهاز استشعار يكتشف المجالات المغناطيسية الناتجة عن نشاط الخلايا العصبية في الدماغ.
تستخدم MEGs الحديثة مستشعرات
SQUID (مقاييس التداخل الكمومي فائقة التوصيل). هذا هو حلقة فائقة التوصيل مع تقاطع نفق جوزيفسون. بمعنى ما ، هذا هو التناظرية للتأثير البصري مع تداخل من فتحتين ؛ فقط في هذه الحالة ، لا تتداخل موجات الضوء ، ولكن تيارات جوزيفسون. في SQUID ، تنقسم الموجة الإلكترونية إلى اثنين ، كل منهما يمر اتصال النفق الخاص به ، ثم يتم الجمع بين كل من الموجتين. في وجود مجال مغناطيسي ، سيتم إحداث تيار فائق التوصيل في الدائرة. سيتم طرح هذا التيار في إحدى جهات الاتصال من التيار الخارجي الثابت ، وفي الثانية سيتم إضافته إليه. سيحدث فرق الطور بين جهات اتصال النفق.
بالنسبة للمقاييس المغناطيسية الموجودة في الحبار في العالم ، تصل الحساسية إلى 5 10 10
−33 J / Hz (الحساسية في المجال المغناطيسي هي 10
T13 T). بطبيعة الحال ، يحتاجون إلى عزل عن المجال المغناطيسي للأرض.
قال أنطون فيرسوفسكي ، باحث بارز في مختبر التحليل الطيفي الراديوي بمعهد الفيزياء التطبيقية: "خلال تطوير مخطط الدماغ المغناطيسي الذري ، تمكنا من بناء أجهزة استشعار قادرة على العمل في المجال المغناطيسي للأرض". "هذا سيجعل من المحتمل رفض استخدام غرفة عازلة مغناطيسية ، مما سيقلل بشكل كبير من تكلفة الجهاز وتشغيله."
في تعليق لـ Geektimes ، أوضح Anton Vershovsky (
antver ): "إن نماذجنا الأولية ومنافسينا ليسوا SQUIDs ، ولكن أجهزة استشعار SERF هي مقاييس مغناطيسية ذرية قادرة على العمل فقط في المجالات المغناطيسية الصفرية. أجهزة الاستشعار الخاصة بنا أقل حساسية قليلاً ، ولكنها خالية من هذا العيب. بدون غرفة الحماية المغناطيسية التي تبلغ قيمتها نصف مليون دولار التي يحتاجها SERFs ، يمكن فعل ذلك حقًا ، ولكن ستظل هناك حاجة لشاشة مغناطيسية مزودة بمثبت مجال ... تم تطوير المبادئ الفيزيائية لتشغيل المستشعر واختبارها تجريبيًا. المرحلة التالية - OCD - تصميم المستشعر ، وعندها فقط MEG. لقد مضى أكثر من عام ".
هناك القليل من التفاصيل الفنية حول الجهاز الروسي الثوري (على الرغم من وجود
منشورات حول أجهزة قياس المغناطيسية الذرية). لكن مدير مركز HSE للواجهة الكهربائية الحيوية Alexey Osadchiy قال إن المستشعر الجديد يسمح لك ببناء نظام MEG صغير بميزات جديدة تمامًا: "سيكون شيئًا يشبه غطاء الرأس الرائع للأستاذ من Back to the Future ، خوذة مرصعة بمئات من أجهزة الاستشعار المشابهة على قلم تذكار كبير. لن يتم وضع أجهزة الاستشعار على مسافة لا تزيد عن سنتيمتر واحد من الرأس - أقرب عدة مرات من الأنظمة الحالية. سيسمح لنا ذلك بتحقيق دقة أقل من المتر: سنتمكن من تمييز الإشارات من مناطق الدماغ التي تفصل بينها مسافة أقل من ملليمتر. "
حتى لو افترضنا أن التطور الروسي لن يصل إلى نهايته المنطقية ، فلا يزال هناك العديد من المجموعات العاملة في العالم التي تجري البحث العلمي في هذا الاتجاه. بعبارة أخرى ، عاجلاً أم آجلاً ، يجب إنشاء مخطط مغناطيسي ذري مدمج أرخص بكثير من أنظمة MEG الحالية. ومثل هذا الجهاز سيحدث ثورة في علم الدماغ.
والحقيقة هي أن الأجهزة الحالية التي تبلغ قيمتها عدة ملايين من الدولارات تتطلب التركيب والصيانة المعقدة. إنها باهظة الثمن حتى يتمكن MEG من تحمل تكاليف مستشفى المنطقة المعتاد. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم عدد من القيود الأخرى. على سبيل المثال ، يتطلب المسح الضوئي سكونًا مطلقًا. لا يمكن مسح أدمغة الأطفال أو الحيوانات لأن حجم رأسها أصغر من الحجم القياسي. ستزيل مستشعرات جديدة ومخطط الدماغ المغناطيسي الذري مثل هذه القيود وتوسع نطاق استخدام MEG بشكل جذري: "إن ظهور تخطيط الدماغ المغناطيسي الرخيص سيحدث ثورة في كل من مجال علاج الاضطرابات العصبية المعرفية والعلوم" ، تقول تاتيانا ستروغانوفا ، مديرة مركز البحوث العصبية في جامعة موسكو النفسية والتربوية. "حتى أصغر المؤسسات الطبية والعلمية يمكنها تحمل تكاليف تركيب MEG." في رأيها ،
ستؤدي الزيادة المتعددة في حجم دراسات MEG حول العالم
إلى حدوث قفزة نوعية في مجال المعرفة البشرية لدماغه .