新技术允许更准确地测量大脑活动

Aalto大学研究人员正在设计一种脑成像装置，该设备使用新型传感器放在一个人的头部表面上。新传感器采用量子光学器件，使它们能够将大脑表面和传感器之间的距离降低到当前磁性脑图（MEG）扫描仪使用的一半。

MEG允许研究人员通过测量大脑中电流产生的磁场来了解大脑的哪些部分。目前，MEG扫描仪使用超导传感器，该传感器需要极低的温度（仅限零绝对零点）到功能。为了使它们超冷，传感器需要液氦，使MEG扫描仪变得大而且昂贵。为了保护患者的头部免受极端寒冷，传感器需要热绝缘，使它们距离头部至少2厘米。

“当大脑与最近传感器之间的距离生长时，磁场衰减和定位大脑活动的准确性削弱。当今市场上的MEG设备中的传感器不适应被扫描的人的头部形状：同样大Sensor Helmet在成人和新生婴儿身上使用，“劳里帕克州教授说。

Parkkonen解释了他们的新传感器的好处，“它们很小，可以在室温下运行，直接放在研究主题的头上，测量精度正在接近患者在患者的颅骨内完成的测量。

在最近的一项研究中，将这些环皮磁场传感器与电流使用中的MEG扫描仪的超导传感器进行比较。通过显示激活视觉皮层的测试对象和通过使用两种方法来测量脑响应来进行该研究。由于较短的测量距离，用环皮传感器测量的大脑信号较大，平均更好地具有更好的质量。该研究还表明，随着新传感器，可以可靠地定位活化的脑区域。

“新传感器在记录高频脑响应时更好，反映了当地脑活动的博士候选人Rasmus Zetter。

最近发表的研究利用本集团的早期结果，其中通过在解剖学现实头模型上进行的模拟来评估不同测量方法之间的脑信号强度的研究。根据研究，同时活跃的大脑区域的定位和分离变得更加准确。另外，该组已经开发了一种方法，以便在每次测量中精确地确定新传感器的位置，从而能够实现激活的脑区域的定位。

“随着对大脑的测量距离减少，脑信号变得更强。当更紧密地测量时，磁场也更详细地进行，使得活化的脑区域的定位更准确，”博士候选人JoonasIivanainen说。

该研究主要由欧洲研究委员会（ERC）资助，而Parkkonen的团队也参与了欧盟的十亿欧元量子旗舰项目Macqsimal，这些传感器进一步开发。

“此刻，传感器不够稳定或足够敏感，如果放在一起，它们也会相互干扰。此外，传感器是手工制作的，这是昂贵的，”Parkkonen描述。

然而，他对克服这些障碍充满信心，因为技术正在以巨大的速度发展，“部分覆盖头部的小型MEG测量装置可能很快地生产。然而，在可能生产覆盖设备之前需要多年的时间全头，其数百个磁场传感器可靠地工作。“

新的测量装置可能在癫痫护理的规划中特别有用，特别是在手术前定位大脑中的癫痫区域，“新的传感器系统使得可以更准确地检测癫痫活动开始的脑部中的位置，并且在它传播了哪种网络，“Parkkonen说。

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