Izquierda: el sistema criogénico MEG habitual de 275 canales. Pesa unos 450 kg, se fija en una posición y es voluminoso, y una persona debe estar parada durante mucho tiempo en relación con la unidad del sensor. Derecha: prototipo de casco OPM-MEG. Pesa 905 gy está configurado para que los sensores estén directamente adyacentes a la superficie de la cabeza (en este prototipo solo cubren la corteza sensoriomotora derecha). Una persona puede mover libremente la cabeza.La magnetoencefalografía (MEG) es una tecnología que le permite medir y visualizar campos magnéticos que surgen de la actividad eléctrica del cerebro. Los interferómetros cuánticos superconductores de alta precisión (sensores SQUID) se utilizan para los campos.
El uso de superconductores en sí mismo sugiere que las instalaciones MEG deben ser engorrosas y costosas. Así es Más precisamente, este era el caso hasta ahora, hasta que un grupo de investigadores de la Universidad de Nottingham (Gran Bretaña), University College London y QuSpin presentaron el
primer escáner MEG portátil del
mundo .
Primero debe explicar en pocas palabras por qué los escáneres MEG son tan voluminosos. El hecho es que, como resultado de la actividad eléctrica del cerebro, se generan campos magnéticos extremadamente débiles, y solo un instrumento muy sensible puede registrarlos. Es por eso que aquí se usan interferómetros cuánticos superconductores, que distinguen la intensidad de campo de varios femtesters. Estos sensores funcionan a temperaturas extremadamente bajas, por lo tanto, están en helio líquido y se coloca un espacio de vacío entre ellos y el cráneo del paciente. Cualquier movimiento de la cabeza afecta en gran medida la calidad de los datos: incluso un movimiento de 5 mm puede hacer que los resultados de medición no sean adecuados. La distancia desde los sensores hasta la cabeza también es crucial, porque la intensidad de la señal depende del cuadrado de la distancia. Todo lo anterior no solo complica la investigación, sino que dificulta la participación de personas con cabeza pequeña (niños y otros pacientes).
El primer escáner portátil del mundo OPM-MEG cambia drásticamente la situación. Por supuesto, no puedes caminar por la calle con él, pero incluso de esta forma, expande significativamente el campo posible para los experimentos. Por primera vez, los científicos pueden escanear completamente el cerebro de niños activos y personas con trastornos motores. Además, fundamentalmente se hacen posibles nuevos estudios. Por ejemplo, la investigación en el campo de la navegación espacial, que era extremadamente difícil cuando una persona tenía que estar en una posición estacionaria. Ahora finalmente puede ver lo que sucede en el cerebro humano durante la comunicación natural con otras personas, incluido el sexo opuesto.
En el nuevo casco, los sensores se fijan en relación con el cerebro humano, y no en relación con la máquina estacionaria. Sensores: los magnetómetros de bombeo óptico (OPM) fabricados por
QuSpin, una compañía estadounidense
, se integran directamente en la superficie del casco y se conectan al sistema para suprimir los campos magnéticos externos. Para cancelar la influencia del campo magnético de la Tierra, los investigadores utilizaron un conjunto de bobinas electromagnéticas biplanas. Generan un campo magnético, exactamente el opuesto de la tierra, para anular su influencia en las mediciones. Una gran limitación es que el paciente no debe ir más allá de este campo protegido: un cubo invisible con una cara de unos 40 cm.
La precisión de las mediciones requiere que el casco se ajuste perfectamente en el cráneo y la cara del paciente, por lo que para cada persona el producto deberá hacerse individualmente. Se realiza mediante impresión 3D.
Los científicos han verificado la precisión de las mediciones en el casco OPM-MEG en comparación con la magnetoencefalografía tradicional. Durante los experimentos, los pacientes realizaron la misma tarea (levantar un dedo) en diferentes escáneres, y los resultados fueron los mismos. Además, los investigadores primero estudiaron la actividad cerebral en tareas que antes eran fundamentalmente imposibles de investigar. Estas son tareas que requieren movilidad, como mover la cabeza. Por ejemplo, bebe agua de una taza o mete una pelota en una raqueta.
A pesar de las restricciones restantes, el primer escáner MEG portátil le permitirá dar un paso significativo en el estudio del cerebro humano. Es interesante hasta dónde llegará el progreso en esta dirección cuando aparezcan las primeras interfaces MEG completas para la comunicación con una computadora. Juegos y aplicaciones de realidad virtual que responden a la actividad cerebral y "entienden" qué es exactamente lo que le da placer a una persona y qué lo asusta, y se adapta a un jugador específico. Probablemente, los canales sincronizados inalámbricos MEG-MEG entre personas corresponderán aproximadamente a lo que nuestros antepasados llamaron telepatía.
El artículo científico fue
publicado el 21 de marzo de 2018 en la revista
Nature (doi: 10.1038 / nature26147,
pdf ).