Есть такой метод исследования активности мозга — магнитоэнцефалография. Несколько магнитометров округ головы регистрируют характеристики магнитного поля и по ним можно судить об активности мозга. К сожалению, нейроны вырабатывают очень слабые магнитные поля — в районе нескольких фемтотесла, так что приходится использовать сверхпроводящие квантовые интерферометры, чтобы их уловить. В результате, на голову пациенту надевают здоровенный дьюар с жидким гелием, в котором уже, в свою очередь, плещутся датчики–магнитометры. Стоимость одной установки — порядка двух миллионов долларов. Нам нужно что–то более дешёвое, что можно поставить в каждой районной больнице.

А что если усилить магнитные поля в самом мозге, чтобы их можно было уловить менее чувствительными и более дешевыми магнитометрами? Идея такова: можно фиксировать не напрямую магнитную активность нейронов, а изменения в активности кровоснабжения участков мозга (как это делается в ходе фМРТ). Для этого воспользуемся магнитогидродинамикой — если подать ток в текущую жидкость, возникнет магнитное поле. А кровь, как вы знаете, неплохо проводит ток, да к тому же постоянно движется по сосудам. Итак, один электрод вводим в артерию, идущую к головному мозгу, второй — в вену, идущую от него. Даём ток — в сосудах мозга возникают магнитные поля. Их–то изменения мы и фиксируем расположенными снаружи головы дешёвыми магнитометрами. Profit!

GD Star Rating
loading...

18 Responses to Магнитоэнцефалография

  1. AvDummy:

    чо–то вспомнились слова «электрофорез» и «электросон»

  2. 1PhD:

    А не чревато ли ето? Цель ведь все–таки не вмешиваться.

  3. Ololos:

    не будет ли такого, что ток повлияет на сердце, оно, грубо говоря, начнет биться быстрее что смажет результат?

  4. ZvLyrik:

    цель — вмешиваться как можно меньше, получая при этом как можно более хорошее разрешение в результате. Помимо фМРТ есть же ещё, к примеру, позитрон–эмиссионная томография — но для того чтобы она работала, человеку в кровь вводят радиоактивные вещества. Вот я и не знаю, может, слабые токи через кровь пропускать не так вредно, как человека рентгеном облучать или колоть ему короткоживущие изотопы.

  5. ZvLyrik:

    шумы от сердца научились довольно эффективно отсекать, да и не думаю, что слабый постоянный ток окажет воздействие на сердечный ритм. Тут нужно понимать, что ток нужен действительно очень небольшой для создания удовлетворительного эффекта.

  6. X44-NEd:

    Сердце — ладно. Но не повлияют ли эти токи вообще на картину активности нейронов, каковые, насколько я помню, именно сверхслабые токи и используют для передачи сигналов. Или предполагается, что дополнительный ток, обладая строго определённой, и известной частотой, будет легко отсечён на ЭГ?

  7. ZvLyrik:

    dEN– нейроны для передачи сигналов несколько иначе токи используют. Если угодно, ток при работе нейронов действительно есть, но нейроны — совсем не тоненькие проводочки и работают иначе, более сложным образом. Кроме того, мы–то пускаем ток в кровеносных сосудах, а не в самих нейронах.

    И, да, разумеется, интересующий нас ток можно отсечь по частоте и предполагаемой интенсивности при обработке сигналов.

  8. ZvLyrik:

    Из вариаций на тему — в кровь пускают наночастицы с магнитным сердечником и биосовместимой оболочкой, это уже делается.

  9. 1PhD:

    А откуда вообще фемтотеслы? С поверхности самих нейронов или швановских клеток, изолирующих аксон? Если через кровь, то все ето будет опосредствовано глией.

  10. X44-NEd:

    Я понимаю, что нейроны не тонкие проводочки, это, скорее, о синапсах. Но известно, что ток способен влиять на процессы в мозгу. Понятно, что в твоём случае речь идёт об очень слабых токах, но и точность измерения очень высока, не так ли? Вот я и задаюсь вопросом, не создаст ли такой метод измерения дополнительного, и постоянного, кстати, возбуждения в мозгу? Тем более, что сопротивление крови будет повыше сопротивления межклеточной жидкости, так что ток будет всяко сильнее того, что проводят синапсы.
    Методика выглядит (для меня, не врача (; ) вполне реализуемой, но точность измерений… кажется сомнительной. Или — пустяки?

  11. ZvLyrik:

    я так понимаю, что из работы синапсов и в районе перехватов Ранвье.

  12. ZvLyrik:

    да, идея–то не в том, чтобы фиксировать магнитную активность нейронов, а чтобы фиксировать усиление кровотока рядом с активными нейронами. У нейронов и глии собственных запасов кислорода нет, поэтому как только они начинают активно работать, они требуют увеличения захвата кислорода из кровотока. В свою очередь, кровоток в этом месте активизируется — вот это я и хочу мерить.

  13. ZvLyrik:

    dEN– вот смотри: современные магнитометры типа SQID и SERF меряют индукцию магнитного поля с точностью до долей фемтотесла. Но такие чувствительные магнитометры дорогие и очень требовательные к условиям измерений. А вот померить индукцию поля в районе нескольких пикотесла уже в состоянии магнитометры на эффекте Оверхаузера, которые гораздо проще и дешевле.

  14. X44-NEd:

    Я уже понял, что именно ты хочешь измерять. К сожалению, для меня остаётся открытым вопрос, не вмешаются ли твои дополнительные токи собственно в работу синапсов, и нейронов, следовательно. Потому что увеличение кровоснабжения отдельных областей — признак вторичный, но непонятно, насколько «естественной» будет картина возбуждения нейронов в присутствии дополнительного тока.
    Возможно, конечно, это всё похоже на опасения того, что раскалённая докрасна труба паровоза будет злить быков на пастбищах возле железной дороги. (;

  15. NiBubble:

    электромагнитные поля.

  16. NiBubble:

    Только вчера слушал про наноалмазы, где атомы углерода замещены азотом. Электрон на азоте может иметь два состояния по спину, в зависимости от чего даёт разный квант света при фотолюминесценции. Этот наноалмаз можно приделать к клетке и определять очень точно локальные электрические поля. Вот такие дела.

  17. ZvLyrik:

    ого, я только что узнал, что бывает нитрид углерода!

  18. NiBubble:

    как я понял, они добавляют пару атомов на наноалмаз. Скорее, легированный азотом углерод.

Добавить комментарий