Un groupe de scientifiques de la Ioffe Higher School of Economics et de l'Institut de physique et de technologie de Saint-Pétersbourg travaillent sur une nouvelle génération de magnétoencéphalographe atomique,
écrit le journal Izvestia. Si les travaux sont terminés, l'invention russe différera avantageusement des dispositifs MEG coûteux et existants d'une valeur de plusieurs millions de dollars:
- Il ne nécessite pas de pièce à isolation magnétique. Le capteur fonctionne dans le champ magnétique terrestre.
- Le coût est 5-7 fois moins cher que les analogues (car il n'y a pas besoin d'équipement spécial d'une pièce à isolation magnétique)
- Compacité
- L'emplacement des capteurs est plus proche de la tête que la distance minimale de 3-4 cm dans les systèmes MEG existants, où cette limitation est causée par le fait que le capteur est placé dans de l'hélium liquide à une température proche du zéro absolu
Le travail est loin d'être terminé, mais les scientifiques ont réussi à obtenir certains succès. Plus important encore, un élément clé du futur appareil est déjà conçu - un capteur qui détecte les champs magnétiques générés par l'activité des cellules nerveuses du cerveau.
Les MEG modernes utilisent des capteurs
SQUID (interféromètres quantiques supraconducteurs). Il s'agit d'un anneau supraconducteur avec deux jonctions tunnel Josephson. Dans un certain sens, c'est un analogue de l'effet optique avec des interférences de deux fentes; seulement dans ce cas, pas des ondes lumineuses interfèrent, mais deux courants Josephson. Dans SQUID, l'onde électronique est divisée en deux, chacune passant son propre contact tunnel, puis les deux ondes sont réunies. En présence d'un champ magnétique, un courant supraconducteur circulant sera induit dans le circuit. Ce courant dans l'un des contacts sera soustrait du courant externe constant, et dans le second, il y sera ajouté. Une différence de phase se produira entre les contacts du tunnel.
Pour les magnétomètres SQUID existants dans le monde, la sensibilité atteint 5 · 10
−33 J / Hz (la sensibilité dans le champ magnétique est de 10
−13 T). Naturellement, ils ont besoin d’être isolés du champ magnétique terrestre.
«Au cours du développement du magnétoencéphalographe atomique, nous avons pu construire des capteurs capables de travailler dans le champ magnétique de la Terre», a déclaré Anton Vershovsky, chercheur principal au Laboratoire de radio-spectroscopie atomique de l'Institut physicotechnique. «Cela permettra probablement d'abandonner l'utilisation d'une pièce à isolation magnétique, ce qui réduira considérablement le coût de l'appareil et son fonctionnement.»
Dans un commentaire à Geektimes, Anton Vershovsky (
antver ) a expliqué: «Nos prototypes et concurrents ne sont pas des SQUID, mais les capteurs SERF sont des magnétomètres atomiques capables de fonctionner uniquement dans des champs magnétiques nuls. Nos capteurs sont un peu moins sensibles, mais dépourvus de cet inconvénient. Sans la salle de magnéto-blindage d'un demi-million de dollars dont les SERF ont besoin, cela peut vraiment être fait, mais un écran magnétique avec un stabilisateur de champ sera toujours nécessaire ... Les principes physiques du fonctionnement du capteur ont été développés et testés expérimentalement. La prochaine étape - OCD - la conception du capteur, et alors seulement le MEG. Cela fait plus d'un an. "
Il existe peu de détails techniques sur l'appareil révolutionnaire russe (bien qu'il existe des
publications sur les magnétomètres atomiques). Mais le directeur du HSE Center for Bioelectric Interface Alexey Osadchiy a déclaré que le nouveau capteur vous permet de construire un système MEG compact avec de toutes nouvelles fonctionnalités: «Ce sera quelque chose qui ressemble à la fantastique coiffure d'un professeur de Back to the Future, un casque parsemé de quelques centaines de capteurs similaires sur un gros crayon souvenir. Les capteurs ne seront pas situés à plus d'un centimètre de la tête, plusieurs fois plus près que dans les systèmes existants. Cela nous permettra d'atteindre une résolution submillimétrique: nous pourrons distinguer les signaux des zones du cerveau qui sont à moins d'un millimètre l'une de l'autre. »
Même si nous supposons que le développement russe ne sera pas mené à son terme logique, il existe encore plusieurs groupes travaillant dans le monde qui mènent des recherches scientifiques dans ce sens. En d'autres termes, tôt ou tard, un magnétoencéphalographe atomique compact devrait être créé beaucoup moins cher que les systèmes MEG existants. Et un tel appareil va révolutionner la science du cerveau.
Le fait est que les appareils actuels de plusieurs millions de dollars nécessitent une installation et une maintenance complexes. Ils sont très chers pour que le MEG puisse se payer l'hôpital de district habituel. De plus, ils ont un certain nombre d'autres limitations. Par exemple, la numérisation nécessite une immobilité absolue. Il n'est pas possible de scanner le cerveau des enfants ou des animaux car ils ont une taille de tête plus petite que la norme. De nouveaux capteurs et un magnétoencéphalographe atomique supprimeront ces restrictions et élargiront radicalement le champ d'utilisation du MEG: «L'avènement d'un magnétoencéphalographe peu coûteux révolutionnera à la fois le domaine du traitement des troubles neurocognitifs et de la science», explique Tatyana Stroganova, directrice du Centre de recherche neurocognitive de l'Université psychologique et pédagogique de Moscou. «Même les plus petites institutions médicales et scientifiques peuvent se permettre l'installation du MEG.» À son avis, une augmentation multiple du volume d'études MEG dans le monde
rendra inévitable un saut qualitatif dans le domaine de la connaissance humaine de son cerveau .