Sekelompok ilmuwan dari Sekolah Tinggi Ekonomi Ioffe dan Institut Fisika dan Teknologi St. Petersburg bekerja pada generasi baru magnetoencephalograph atom,
tulis surat kabar Izvestia. Jika pekerjaan selesai, maka penemuan Rusia akan berbeda secara menguntungkan dari perangkat MEG mahal yang ada senilai beberapa juta dolar:
- Itu tidak membutuhkan ruang isolasi magnetis. Sensor bekerja di medan magnet Bumi.
- Biaya 5-7 kali lebih murah daripada analog (karena tidak perlu peralatan khusus ruang isolasi magnetis)
- Kekompakan
- Lokasi sensor lebih dekat ke kepala daripada jarak minimum 3-4 cm dalam sistem MEG yang ada, di mana keterbatasan ini disebabkan oleh kenyataan bahwa sensor ditempatkan dalam helium cair pada suhu mendekati nol mutlak
Pekerjaannya masih jauh dari selesai, tetapi para ilmuwan berhasil mencapai keberhasilan tertentu. Yang paling penting, elemen kunci dari perangkat masa depan sudah dirancang - sensor yang mendeteksi medan magnet yang dihasilkan oleh aktivitas sel-sel saraf otak.
MEG modern menggunakan sensor
SQUID (interferometer kuantum superkonduktor). Ini adalah cincin superkonduktor dengan dua persimpangan terowongan Josephson. Dalam arti tertentu, ini adalah analog dari efek optik dengan gangguan dari dua slot, hanya dalam kasus ini, bukan gelombang cahaya mengganggu, tetapi dua arus Josephson. Dalam SQUID, gelombang elektron dibagi menjadi dua, yang masing-masing melewati kontak terowongannya sendiri, dan kemudian kedua gelombang disatukan. Di hadapan medan magnet, arus superkonduktor yang bersirkulasi akan diinduksi di sirkuit. Arus ini di salah satu kontak akan dikurangi dari arus eksternal konstan, dan yang kedua akan ditambahkan padanya. Perbedaan fase akan terjadi antara kontak terowongan.
Untuk magnetometer SQUID yang ada di dunia, sensitivitasnya mencapai 5 · 10
−33 J / Hz (sensitivitas dalam medan magnet adalah 10
−13 T). Secara alami, mereka membutuhkan isolasi dari medan magnet Bumi.
"Selama pengembangan magnetoencephalograph atom, kami dapat membangun sensor yang dapat bekerja di medan magnet bumi," kata Anton Vershovsky, Peneliti Utama di Laboratorium Spektroskopi Radio Atom dari Physicotechnical Institute. "Ini mungkin akan memungkinkan untuk meninggalkan penggunaan ruang isolasi magnetis, yang secara signifikan akan mengurangi biaya perangkat dan operasinya."
Dalam komentarnya kepada Geektimes, Anton Vershovsky (
antver ) menjelaskan: “Prototipe dan pesaing kami bukanlah SQUID, tetapi sensor SERF - magnetometer atom yang hanya dapat bekerja di medan magnet nol. Sensor kami sedikit kurang sensitif, tetapi tanpa kekurangan ini. Tanpa ruang pelindung-magneto setengah juta dolar yang dibutuhkan SERF, itu benar-benar dapat dilakukan, tetapi layar magnetis dengan stabilisator medan masih akan diperlukan ... Prinsip-prinsip fisik operasi sensor telah dikembangkan dan diuji secara eksperimental. Tahap selanjutnya - OCD - desain sensor, dan hanya kemudian MEG. Ini lebih dari satu tahun. "
Ada beberapa detail teknis tentang perangkat revolusioner Rusia (meskipun ada
publikasi tentang magnetometer atom). Tetapi direktur HSE Center for Bioelectric Interface Alexey Osadchiy mengatakan bahwa sensor baru ini memungkinkan Anda untuk membangun sistem MEG yang ringkas dengan fitur-fitur baru: "Itu akan menjadi sesuatu yang menyerupai hiasan kepala fantastis profesor dari Back to the Future, sebuah helm yang dihiasi dengan beberapa ratusan sensor yang serupa pada pensil suvenir besar. Sensor akan ditempatkan tidak lebih dari satu sentimeter dari kepala - beberapa kali lebih dekat dari pada sistem yang ada. Ini akan memungkinkan kita untuk mencapai resolusi submilimeter: kita akan dapat membedakan sinyal dari area otak yang jaraknya kurang dari satu milimeter. ”
Bahkan jika kita berasumsi bahwa perkembangan Rusia tidak akan sampai pada kesimpulan logisnya, masih ada beberapa kelompok yang bekerja di dunia yang melakukan penelitian ilmiah ke arah ini. Dengan kata lain, cepat atau lambat, magnetoencephalograph atom kompak harus dibuat jauh lebih murah daripada sistem MEG yang ada. Dan alat semacam itu akan merevolusi ilmu otak.
Faktanya adalah bahwa perangkat saat ini dari beberapa juta dolar memerlukan instalasi dan pemeliharaan yang kompleks. Mereka sangat mahal sehingga MEG mampu membeli rumah sakit distrik yang biasa. Selain itu, mereka memiliki sejumlah keterbatasan lainnya. Sebagai contoh, pemindaian membutuhkan keheningan mutlak. Tidak mungkin untuk memindai otak anak-anak atau hewan karena mereka memiliki ukuran kepala lebih kecil dari standar. Sensor baru dan magnetoencephalograph atom akan menghapus pembatasan tersebut dan secara radikal memperluas cakupan penggunaan MEG: "Munculnya magnetoencephalograph yang murah akan merevolusi bidang pengobatan gangguan neurokognitif dan sains," kata Tatyana Stroganova, direktur Pusat Penelitian Neurokognitif di Universitas Psikologi dan Pedagogik Kota Moskow. "Bahkan lembaga medis dan ilmiah terkecil dapat membeli instalasi MEG." Menurut pendapatnya, peningkatan ganda dalam volume studi MEG di seluruh dunia
akan membuat lompatan kualitatif dalam bidang pengetahuan manusia tentang otaknya .