ما هر روز از مغز خود برای فکر کردن استفاده می کنیم، اما مغز انسان پیچیده، ظریف و مرموز است، بنابراین ما هنوز اطلاعات کمی در مورد آن داریم. اما توسعه فناوری تصویربرداری از مغز در طول سال‌ها، پیشرفت‌های جدیدی را برای دانشمندانی که نحوه عملکرد مغز انسان را مطالعه می‌کنند، به ارمغان آورده است.
محققان کرنل، یک استارت آپ نوروتکنولوژی در ایالات متحده، یک دستگاه پوشیدنی به نام "Kernel Flow" ساخته اند. این دستگاه کلاه مانند از فناوری TD-fNIRS (طیف سنجی عملکردی نزدیک به مادون قرمز دامنه زمانی) استفاده می کند. تغییرات محلی اکسیژن خون برای اندازه گیری ثبت شد. فعالیت مغز
▲ تصویر از: Kernel
اکثر سیستم‌های غیرتهاجمی اسکن مغز از فناوری fNIRS (طیف‌سنجی امواج پیوسته نزدیک به مادون قرمز) استفاده می‌کنند که از نور در طیف نزدیک به فروسرخ برای اندازه‌گیری تغییرات در جذب نور توسط هموگلوبین در خون در گردش در مغز استفاده می‌کند. TD-fNIR به عنوان استاندارد طلایی برای دستگاه های تصویربرداری اپتیکی غیرتهاجمی مغز در نظر گرفته می شود و فناوری جدیدی نیست، اما مشکلاتی مانند هزینه بالا، پیچیدگی، اندازه بزرگ و فرکانس نمونه برداری کم کاربرد آن را محدود می کند.
▲ تصویر از: Kernel
کرنل فلو شامل 52 ماژول است که در چهار ناحیه که قشر پیشانی، جداری، گیجگاهی و پس سری را پوشش می‌دهند، توزیع شده‌اند. هر ماژول حاوی یک آشکارساز و یک منبع لیزر است که می تواند دو طول موج مختلف نور لیزر 690 نانومتر و 850 نانومتر را ساطع کند و از طریق پوست سر به مغز برسد.
▲ تصویر از: Kernel
شش آشکارساز وجود دارد که به شکل شش ضلعی در اطراف منبع لیزر قرار گرفته اند و هر آشکارساز 10 میلی متر از منبع نور فاصله دارد. آشکارساز نور منعکس شده را می گیرد، زمان رسیدن فوتون را ثبت می کند و می تواند بیش از یک میلیارد فوتون در ثانیه را تشخیص دهد.
آشکارساز زمان رسیدن فوتون شناسایی شده را به صورت هیستوگرام با نرخ نمونه برداری 200 هرتز با فرکانس نمونه برداری 7.1 هرتز برای کل سیستم ثبت می کند. این آشکارسازها، که برای نرخ‌های شمارش فوتون بالا طراحی شده‌اند، برای اندازه‌گیری ToF توموگرافی نوری منتشر، با سرعت پردازش بیش از 109×1 در ثانیه بهینه‌سازی شده‌اند.
▲ تصویر از: SPIE.DIGITALLIBRARY
در یک آزمایش علوم اعصاب که توسط کرنل انجام شد، دو داوطلب شرکت کننده تغییرات همودینامیک قابل توجهی در کانال های قشر حرکتی در طی یک کار ضربه زدن با انگشت داشتند. علاوه بر این، سیستم TD-fNIR کرنل فلو، نوسانات ضربان قلب را با استفاده از یک کانال نمونه برداری بالا روی پیشانی یکی از داوطلبان شناسایی کرد.
▲داده های تست داوطلبان، تصویر از: SPIE.DIGITALLIBRARY
علاوه بر این تست ها، Kernel قصد دارد از Flow برای انجام چندین مطالعه با اهداف مختلف استفاده کند. به عنوان مثال، تصاویر مغز برای درک احساسات، عوارض جانبی داروهای روانگردان مانند کتامین و دامنه توجه استفاده می شود.
با این حال، محققان Kernel می گویند که این فناوری در حال حاضر دارای محدودیت های خاصی مانند بافت مو و نوع پوست است که می تواند بر نتایج تصویربرداری مغز تأثیر بگذارد.
▲ تصویر از: توییتر
اما دستگاه فعلی که تنها 2.2 کیلوگرم وزن دارد و با درایورهای لیزری کوچک، مدارهای مجتمع سفارشی و آشکارسازهای اختصاصی ساخته شده است، در حال حاضر مانند یک سیستم رومیزی عمل می کند. در حالی که قابلیت تجاری هنوز توسعه نیافته است، ممکن است طولی نکشید که بتوانیم عملکرد مغز را به همان روشی که ضربان قلب را اندازه گیری می کنیم، اندازه گیری کنیم.
#خوش آمدید به حساب رسمی وی چت آیفانر: آیفانر (وی چت: ifanr) توجه کنید، در اسرع وقت مطالب هیجان انگیزتری برای شما آورده خواهد شد.
