Um grupo de cientistas da Escola Superior de Economia Ioffe e do Instituto de Física e Tecnologia de São Petersburgo está trabalhando em uma nova geração de magnetoencefalógrafo atômico,
escreve o jornal Izvestia. Se o trabalho for concluído, a invenção russa diferirá vantajosamente dos dispositivos MEG caros existentes no valor de vários milhões de dólares:
- Não requer uma sala com isolamento magnético. O sensor funciona no campo magnético da Terra.
- O custo é de 5 a 7 vezes mais barato que os análogos (já que não é necessário equipamento especial para uma sala com isolamento magnético)
- Compacidade
- A localização dos sensores é mais próxima da cabeça do que a distância mínima de 3-4 cm nos sistemas MEG existentes, onde essa restrição é causada pelo fato de o sensor ser colocado em hélio líquido a uma temperatura próxima ao zero absoluto.
O trabalho está longe de estar completo, mas os cientistas conseguiram alcançar certos sucessos. Mais importante ainda, um elemento-chave do futuro dispositivo já foi projetado - um sensor que detecta campos magnéticos gerados pela atividade das células nervosas do cérebro.
Os MEGs modernos usam sensores
SQUID (interferômetros quânticos supercondutores). Este é um anel supercondutor com duas junções do túnel de Josephson. Em certo sentido, este é um análogo do efeito óptico com interferência de duas fendas, somente neste caso as ondas de luz não interferem, mas duas correntes de Josephson. No SQUID, a onda de elétrons é dividida em duas, cada uma das quais passa por seu próprio contato no túnel e, em seguida, as duas ondas são reunidas. Na presença de um campo magnético, uma corrente supercondutora circulante será induzida no circuito. Essa corrente em um dos contatos será subtraída da corrente externa constante e, no segundo, será adicionada a ela. Uma diferença de fase ocorrerá entre os contatos do túnel.
Para os magnetômetros SQUID existentes no mundo, a sensibilidade atinge 5 ·
10–33 J / Hz (a sensibilidade no campo magnético é 10 -
13 T). Naturalmente, eles precisam de isolamento do campo magnético da Terra.
"Durante o desenvolvimento do magnetoencefalógrafo atômico, fomos capazes de construir sensores capazes de trabalhar no campo magnético da Terra", disse Anton Vershovsky, pesquisador líder do Laboratório de Espectroscopia de Rádio Atômica do Instituto Físico-Técnico. "Isso provavelmente permitirá recusar o uso de uma sala com isolamento magnético, o que reduzirá significativamente o custo do dispositivo e sua operação".
Em um comentário ao Geektimes, Anton Vershovsky (
antver ) explicou: “Nossos protótipos e concorrentes não são SQUIDs, mas sensores SERF - magnetômetros atômicos capazes de trabalhar apenas em campos magnéticos nulos. Nossos sensores são um pouco menos sensíveis, mas desprovidos dessa desvantagem. Sem a sala de proteção magnética de meio milhão de dólares que os SERFs precisam, isso realmente pode ser feito, mas uma tela magnética com um estabilizador de campo ainda será necessária ... Os princípios físicos da operação do sensor foram desenvolvidos e testados experimentalmente. A próxima etapa - OCD - o design do sensor, e só então o MEG. Faz mais de um ano. "
Existem poucos detalhes técnicos sobre o revolucionário dispositivo russo (embora existam
publicações sobre magnetômetros atômicos). Mas o diretor do Centro de SMS da Interface Bioelétrica Alexey Osadchiy disse que o novo sensor permite que você construa um sistema MEG compacto com novos recursos: “Será algo parecido com o fantástico cocar de um professor de Back to the Future, um capacete cravejado de centenas de sensores semelhantes em um lápis grande lembrança. Os sensores estarão localizados a menos de um centímetro da cabeça - várias vezes mais perto do que nos sistemas existentes. Isso nos permitirá alcançar a resolução do submilímetro: seremos capazes de distinguir sinais de áreas do cérebro com menos de um milímetro de distância. ”
Mesmo se assumirmos que o desenvolvimento russo não será levado à sua conclusão lógica, ainda existem vários grupos trabalhando no mundo que estão realizando pesquisas científicas nessa direção. Em outras palavras, mais cedo ou mais tarde, um magnetoencefalógrafo atômico compacto deve ser criado muito mais barato que os sistemas MEG existentes. E esse dispositivo revolucionará a ciência do cérebro.
O fato é que os dispositivos atuais de vários milhões de dólares exigem instalação e manutenção complexas. Eles são muito caros para que o MEG pudesse pagar o hospital distrital habitual. Além disso, eles têm várias outras limitações. Por exemplo, a digitalização requer imobilidade absoluta. Não é possível escanear os cérebros de crianças ou animais porque eles têm um tamanho de cabeça menor que o padrão. Novos sensores e um magnetoencefalógrafo atômico removerão essas restrições e ampliarão radicalmente o escopo do uso do MEG: "O advento de um magnetoencefalógrafo barato revolucionará o campo de tratamento de distúrbios neurocognitivos e a ciência", diz Tatyana Stroganova, diretora do Centro de Pesquisa Neurocognitiva da Universidade Psicológica e Pedagógica da cidade de Moscou. "Até as menores instituições médicas e científicas podem pagar pela instalação do MEG". Na sua opinião, um aumento múltiplo no volume de estudos de MEG em todo o mundo
tornará inevitável um salto qualitativo no campo do conhecimento humano de seu cérebro .