Новый неинвазивный метод измерения мозгового кровотока с помощью света был разработан биомедицинскими инженерами и неврологами из Калифорнийского университета в Дэвисе (США). Новый метод — функциональная интерферометрическая спектроскопия рассеивающих волн, или fiDWS, обещает быть дешевле существующей технологии и может быть использован для оценки повреждений головного мозга или в различных нейробиологических исследованиях.
Работа была опубликована 12 мая в журнале Science Advances .
«Теперь мы можем оценить, насколько хорошо мозг регулирует поток крови, и даже неинвазивно обнаружить и оценить активность мозга у взрослых людей, основываясь на принципах, аналогичных функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ), но гораздо дешевле», — сказал Вивек Шринивасан, адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии в Калифорнийском университете в Дэвисе и старший автор исследования.
Человеческий мозг составляет 2% от массы нашего тела, но на него приходится от 15% до 20% кровотока, поступающего от сердца. Измерение и оценка мозгового кровотока важны для диагностики инсультов, а также прогнозирования вторичных повреждений при кровоизлияниях или черепно-мозговых травмах. Врачи, оказывающие интенсивную неврологическую помощь, также хотели бы контролировать выздоровление пациента, визуализируя мозговой кровоток и насыщение его кислородом.
Ныне существующая технология является дорогостоящей и не может применяться непрерывно или у постели больного. Например, современные методы визуализаци мозгового кровотока требуют дорогостоящих МРТ или компьютерных томографов. Существуют световые технологии, такие как инфракрасная спектроскопия, но они также имеют недостаточную точность.
В новом методе используется способность инфракрасного света определенного спектра проникать сквозь ткани тела. При облучении инфракрасным лазером свет рассеивается слоями тканей и клетками крови. Улавливая изменения обратного светового сигнала, можно получить информацию об особенностях кровотока в мозге.
Естественно, этот сигнал чрезвычайно слаб. Ученые смогли преодолеть эту проблему, используя способность световых волн накладываться, усиливать или гасить друг друга. В частности, с помощью интерферометрии сильная световая волна может усилить слабую световую волну, увеличив ее энергию.
Ученые обнаружили, что с помощью новой технологии они могут измерять кровоток в мозге быстрее и на большей глубине, чем с помощью существующих технологий. Также исследователям удалось измерить активизацию префронтальной коры (передней части лобных долей головного мозга) в случае, когда участникам эксперимента дали для решения простую математическую задачу.
Источник: Science Advances
