Исследователииз центра нейронаук при Университете Западной Виргинии разработали носимое сканирующее мозг устройство, которое может создавать изображение всего органа с высоким разрешением даже тогда, когда объект движется или выполняет какие-то повседневные действия.
Новый подход называется амбулаторная микродоза позиторонно-эмиссионной томографии (AMPET) и основывается на технологии позиторонно-эмиссионной томографии (PET). В основе устройства шлем, который надевается пациентом на время сканирования.
Учёные вынуждены были создать нечто подобное, так как клинические тепловизоры, изучающие мозг, требуют компромисса между движением и разрешением. Большие же аппаратные комплексы, привинченные к полу, используемые при сканировании ПЭТ, МРТ и МЭГ, способны предоставить изображения высокого разрешения, но при этом необходимо, чтобы испытуемый в ходе всего процесса оставался абсолютно неподвижным.
Между тем такие подходы, как ЭЭГ и ближняя инфракрасная спектроскопия, могут быть использованы и с движущимися объектами, но имеют различное пространственное разрешение и не способны визуализировать некоторые важные структуры в глубине мозга, например, гиппокамп и миндалевидное тело.
"Стандартные ПЭТ-сканеры в поликлиниках используют крупные фотоувеличители, однако недавние достижения привели к развитию детекторов на базе кремния, которые на порядок более компактны", – комментирует Джули Брефжински-Льюис (Julie Brefczynski-Lewis).
Джули и её коллеги создали кольцо из детекторов на базе кремния, которые располагаются вокруг головы пациента и в настоящее время положены в основу портативных ПЭТ-сканеров.
"Команда стремилась усовершенствовать существующие инструменты таким образом, чтобы они открывали новые возможности, – поясняет главный исследователь проекта Стэн Майевский (Stan Majewski). – После разработки подобной технологии для крыс, мы решили создать решение, которое позволит пациентам двигаться, заниматься своими делами, ходить в ограниченном пространстве".
Моделирование показало, что шлем-сканер превосходит в чувствительности обычный ПЭТ-сканер на 400%. АМПЭТ также требует гораздо меньшей дозы излучения (примерно 10-25% от стандартной). Детекторы располагаются очень близко к голове и, таким образом, захватывают больше фотонов.
Учёные уверены, что АМПЭТ будет полезен в широком спектре научно-исследовательских приложений, в том числе для исследования влияния на мозг социальных взаимодействий, использования виртуальной реальности, физической терапии. Также с помощью данной технологии планируется изучение таких расстройств, как инсульт, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и травматическое повреждение мозга.
Также с помощью АМПЭТ исследователи смогут лучше понять, почему люди с аутизмом по-разному реагируют на социальные ситуации, а также изучить социальные, познавательные и эмоциональные процессы.
