摘要
医学新闻, 一种新型可穿戴式“自行车头盔”式大脑扫描仪首次为儿童开发。这标志着我们朝着增进对儿童大脑发育的理解迈出了重要的一步。
医学新闻, 一种新型可穿戴式“自行车头盔”式大脑扫描仪首次为儿童开发。这标志着我们朝着增进对儿童大脑发育的理解迈出了重要的一步。
研究员彼得爵士诺丁汉曼斯菲尔德大学成像中心与大学的研究人员合作牛津和伦敦大学学院，演示如何增强他们的开创性的脑磁图描记术(MEG)技术与小说头盔设计,他们用来测量大脑活动在儿童从事自然活动。
除了提供了一种测量健康大脑功能的新方法外，它还为研究儿童的一系列神经和精神健康状况提供了机会，包括癫痫和自闭症。
大脑细胞通过产生电流来运作和交流。这些电流会产生微小的磁场，可以在磁头外面探测到。研究人员通过测量这些磁场来绘制脑磁图。这就为我们提供了一幅一毫秒一毫秒的图像，显示当我们进行不同的任务，比如说话或移动时，大脑的哪个部分处于活跃状态。
可穿戴量子技术
领导这项新研究的博士研究员瑞安·希尔(Ryan Hill)说:“人类认知的基础是在生命的最初几十年里奠定的，但由于大脑扫描技术的限制，研究它们的方法总是有限的。”一个特别的问题一直是运动和事实，大型传统固定扫描仪一直要求病人保持完全不动。这不仅不能准确反映大脑在自然环境下的活动情况，而且对扫描对象也有严格的限制，儿童是最大的挑战。”
诺丁汉的研究小组通过使用重量很轻的新型“量子”传感器解决了这个问题。这意味着MEG技术，传统上需要半吨的“一刀切”的机器，减少到一个500克的头盔，可以适应任何头部大小。由于这种新型传感器可以放置在离头部非常近的地方，因此与传统设备(需要将传感器放置在非常冷的地方(-269度)，因此远离头部)相比，它们能接收到的信号量大大增加。
研究小组还开发了特殊的电磁线圈，可以精确控制背景磁场，让人在自由移动时被扫描。
Ryan继续说道:“最初的原型扫描仪是一个3D打印的定制头盔，换句话说，只有一个人可以使用它。它很重，看起来很吓人。在这里，我们想让它适用于儿童，这意味着我们必须设计一些更轻、更舒适的东西，但仍能与量子传感器保持足够好的接触，接收来自大脑的信号。
我们设计并制作了一个新的自行车头盔样式的设计，使用这个我们能够成功地分析一个2岁和5岁的孩子在做日常活动时的大脑活动，在这个例子中，他们在看电视的时候，他们的手被他们的妈妈抚摸。他们能够在这样做的同时移动和自然地行动。为了证明该系统同样适用于年龄较大的儿童，我们用它，用一个更大的头盔，来扫描一个正在玩电脑游戏的青少年
实际应用程序
以及观察孩子们的大脑活动,研究人员使用新扫描仪检查大脑活动在一个成人学习一种乐器——这个场景提供了一种方法来检查大脑活动而有人从事自然任务,但与传统梅格设备是不可想象的,因为玩的仪器需要头部和手臂运动,以前不可能的。
领导诺丁汉大学MEG研究的Matthew Brookes教授说:“这项研究是非常重要的一步，它使MEG更接近于临床应用，表明它在儿童身上有真正的应用潜力。”现在的挑战是进一步扩展这一技术，实现诸如高灵敏度和空间分辨率等理论上的好处，并细化系统设计和制造，使其从实验室转向商业产品。
彼得·曼斯菲尔德爵士影像中心主任理查德·鲍特尔教授也参与了这项研究，他说:“这是一个非常令人兴奋的发展，它推动我们向可穿戴式脑磁图成像技术发展，这种技术可以用于成人和儿童。与来自三所大学的跨学科研究团队的合作是这项工作成功的关键
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