Cientistas da Universidade de Nottingham estão trabalhando com a University College London (UCL) em um projeto de cinco anos que tem o potencial de revolucionar o mundo das imagens do cérebro humano.

Magnetoencefalografia (MEG) é uma técnica para mapear a atividade cerebral - ela mede os campos magnéticos gerados por correntes elétricas que ocorrem naturalmente no cérebro. Um Prêmio Colaborativo em Ciência de £ 1,6 milhões da Wellcome está financiando a construção de um novo tipo de scanner MEG que, se bem sucedido, poderia quadruplicar a sensibilidade dos dispositivos atuais de última geração.

Dr. Matthew Brookes e Professor Richard Bowtell, na Escola de Física e Astronomia estão liderando as pesquisas em Nottingham, onde eles já projetaram e construíram um protótipo de capacete vestível em 3D e estão nos estágios iniciais de desenvolvimento do novo sistema MEG. As imagens estão disponíveis por meio deste link da caixa de depósito.

O Dr. Brookes disse:"A tecnologia quântica permitiu o desenvolvimento de um novo tipo de sensor óptico que tem a sensibilidade para detectar os campos magnéticos fracos do cérebro. Ao contrário da tecnologia atual, esses novos sensores podem operar em temperatura ambiente, para que possam ser colocados diretamente na superfície do couro cabeludo. Nossos cálculos mostram que, aproximando os sensores da cabeça, podemos quadruplicar a sensibilidade da detecção de campo. Isso vai revolucionar o tipo de efeito que somos capazes de detectar no cérebro humano. "

A maioria dos sistemas MEG atuais são complicados, construído em torno de um pequeno orifício no qual a cabeça de um participante é gentilmente presa porque os sensores, que deve ser mantido a menos 269 graus, não pode ser movido. É uma estática, sistema de tamanho único. Esse ambiente artificial restringe os grupos de assuntos que podem ser verificados e as questões experimentais que podem ser abordadas.

Experimentos piloto mostraram potencial de novos sensores quânticos

A equipe colaborativa começou a trabalhar nesta área há 2 anos, avaliar o potencial de sensores quânticos em simulações computacionais. Seguindo isto, usando o financiamento da UCL e da Universidade de Nottingham, a equipe comprou um pequeno número de sensores quânticos, e os usou para mostrar, experimentalmente, que a esperada melhora na sensibilidade poderia se tornar uma realidade. Com base nesses dados piloto, eles agora receberam o prêmio Wellcome para construir um sistema MEG multicanal totalmente funcional baseado em sensores quânticos - dos quais £ 800, 000 está financiando o trabalho em Nottingham.

Enquanto o desenvolvimento baseado na física necessário para fazer o scanner funcionar está sendo realizado em Nottingham, especialistas da UCL estão realizando modelagem computacional e teórica detalhada do cérebro para enquadrar a neurociência e estabelecer quais questões da neurociência podem ser abordadas.

Uma tarefa enorme e desafiadora pela frente

O projeto de pesquisa, 'Movendo imagens cerebrais funcionais para o mundo real:um wearable, livre de criogenia, Sistema MEG ', é liderado pelo professor Gareth Barnes, no Wellcome Trust Center for Neuroimaging na UCL. Ele disse:"A realização deste sistema é enorme, mas extremamente emocionante, desafio, com o potencial de revolucionar o campo de imagens cerebrais. Nossas simulações e experimentos piloto já mostraram o potencial único dos novos sensores quânticos. "

O professor Barnes continuou:"Nosso scanner será usado na cabeça como um capacete, o que significa que os sujeitos podem realizar tarefas enquanto se movem livremente em um ambiente aberto e natural. "

O novo scanner tem o potencial de revolucionar as imagens cerebrais para todos os assuntos, mas será particularmente útil em crianças. Professor Richard Bowtell, O co-requerente da bolsa e Diretor do Sir Peter Mansfield Imaging Center em Nottingham disse:"Porque os sistemas MEG são essencialmente 'tamanho único', a sensibilidade é limitada para assuntos com cabeças menores, como bebês, uma vez que suas cabeças estão mais distantes dos detectores. Sensores quânticos de temperatura ambiente podem ser montados diretamente no couro cabeludo de qualquer sujeito. Isso nos dará um aumento projetado de quatro vezes na sensibilidade para adultos, mas a sensibilidade pode ser potencialmente um aumento de 15 ou 20 vezes para crianças ou bebês. "

A primeira etapa de seu trabalho já foi publicada. O que a equipe de pesquisa realmente quer fazer é traduzir essa tecnologia em neurociência e, em última instância, uma ferramenta clínica para doenças como epilepsia resistente a medicamentos e esquizofrenia.