俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學技術研究所量子中心和俄羅斯高等經濟學院合作開發(fā)出一種用于腦部掃描的超靈敏固態(tài)磁力計，可使腦磁成像的成本降低10倍。相關研究結果近日發(fā)表在專門從事人類大腦活動可視化領域研究的國際期刊《神經影像學》雜志上。
與研究大腦電活動的其他方法相比，腦磁成像的主要優(yōu)點是生物組織對磁場透明而帶來的高精度。然而，迄今為止，由于在制造該設備中需要極冷液氦或加熱高溫氣體的高成本和復雜性，腦磁成像僅在全球少數(shù)實驗室中可用。
由俄羅斯量子中心開發(fā)的基于鐵釔石榴石薄膜的傳感器已成為世界上第一個在室溫下運行的固態(tài)超靈敏磁力計。建立在量子傳感器的基礎上的該系統(tǒng)具有更高的靈敏度，并且可以記錄極弱的腦電信號。寬頻段可以降低磁保護的程度，也意味能夠顯著降低設備本身和開展研究所需的基礎設施的價格。
斯科爾科沃科學技術研究所科研小組對新傳感器的適用性進行了實驗研究。該實驗是基于記錄一個簡單的腦電信號—α節(jié)律。α節(jié)律是發(fā)生在大腦枕骨區(qū)域的正弦電流。實驗中使用研發(fā)的磁力計記錄了α節(jié)律。
俄羅斯量子中心項目經理馬克西姆·奧斯特拉斯稱，盡管這種量子傳感器的操作原理與經典的方法相似，但量子交換相互作用使得能夠記錄磁場的值比使用傳統(tǒng)解決方案時低1000倍。這樣的技術非常適合解決與大腦研究相關的任務。此外，在如此靈敏度水平下，傳感器保留了傳統(tǒng)鐵磁的所有優(yōu)點，可以被認為是通用磁力計。他表示，未來，研究人員計劃考慮各種傳感器布局，包括固定在頭部周圍的柔性連接，最有效地定位大腦皮層的電活動。這種裝置的推出將是開發(fā)非侵入性神經成像和非侵入性神經接口的重要一步。
俄羅斯高等經濟學院生物電接口中心主任阿列科謝·奧薩齊表示，新的量子傳感器研發(fā)成功大大降低了設備的成本，在不久的將來，腦磁成像技術將為更多患者提供服務，對一些神經系統(tǒng)疾病給予更準確性的診斷，并為研究正常和病理條件下大腦機制提供一個重要平臺。(記者 董映璧)
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