В настоящее время методы визуализации мозга, которые распространены во многих медицинских учреждениях, часто сталкиваются с рядом проблем: некоторые из них инвазивны, другие могут содержать вредное излучение, а многие из них трудно использовать. Исследователи разрабатывают неинвазивный метод измерения притока крови к мозгу с помощью инфракрасной спектроскопии. К ним относятся новый бумажный флуоресцентный инструмент, который может отображать активность мозга в 3D; и носимый колпачок со встроеннымИнфракрасный лазерЧто даже младенцы могут носить, чтобы обнаружить повреждение головного мозга.
Измерение мозгового кровотока важно для диагностики инсульта и прогнозирования субарахноидального кровоизлияния или вторичной травмы после черепно-мозговой травмы. Врачи, которые предоставляют нейро-интенсивный уход, также хотят контролировать выздоровление пациента, визуализируя кровоток мозга и оксигенацию. Функциональная интерференционная диффузионная спектроскопия, неинвазивный метод, разрабатываемый в настоящее время, используетБлижний инфракрасный светДля измерения кровотока в головном мозге. Этот метод используется для оценки повреждения головного мозга по более низкой цене, чем МРТ и КТ сканеры. Исследователи обнаружили, что они могут использовать новую технику для измерения кровотока ниже поверхности быстрее и глубже, чем существующие методы на основе света. Они могли измерять пульсацию кровотока в мозге, а также изменения, когда добровольцам давали небольшое увеличение углекислого газа.
Фотолюминесцентная визуализация показывает перспективу трехмерной визуализации активности мозга с высокой скоростью и контрастностью. В этом методе тонкий лазерный луч (пластинка света) проходит непосредственно через специализированную область мозговой ткани, и люминесцентный репортер активности в мозге реагирует, испуская флуоресцентный сигнал, который может быть обнаружен под микроскопом. Сканирование тонких срезов ткани позволяет получать высокоскоростную, высококонтрастную, объемную визуализацию активности мозга. В настоящее время флуоресцентная визуализация мозга с использованием световых срезов от непрозрачных организмов, таких как мыши, затруднена из-за размера необходимых инструментов. Для проведения экспериментов на непрозрачных животных, а также на будущих животных, которые могут свободно передвигаться, исследователям сначала нужно было миниатюризировать многие компоненты.
Исследователи разработали крошечный генератор световых пластин или фотонный нервный зонд, который может быть имплантирован в мозг живых животных. При тестировании в мозговой ткани мышей, которые были генетически модифицированы для экспрессии флуоресцентного белка в их мозге, исследователи смогли получить изображения областей размером 240 мкм на 490 мкм. Кроме того, уровень контрастности изображений был лучше, чем у другого метода визуализации, называемого эпифлуоресцентным микроскопом. «Этот новый имплантируемый фотонный метод нейродетекции генерирует световые пластины в мозге, минуя многие ограничения, которые ограничивают использование флуоресцентной визуализации в экспериментальной неврологии»,-говорят исследователи. Мы прогнозируем, что эта технология приведет к новым вариантам микроскопии световых пластин для глубокой визуализации мозга и поведенческих экспериментов у свободно движущихся животных».
В настоящее время не существует медицинских инструментов, которые могут создать безвредное, в реальном времени, постоянно движущееся изображение хрупкого мозга новорожденного. МРТ может обеспечить точную картину тела у взрослых, но их использование у младенцев имеет недостатки, в том числе необходимость для пациентов оставаться неподвижными во время процедуры. Исследователи разработали новое носимое устройство, которое может стать крупным достижением. Команда поместила инфракрасные лазеры в маленькие тканевые шапки, которые могут носить дети. В сочетании с ультразвуковыми импульсами ученые посылают безвредные сигналы в мозг ребенка. Он работает почти как ультразвуковое сканирование, но использует свет для получения дополнительной информации, более подробных изображений и более высокого разрешения.