Los científicos de la Universidad de Nottingham están trabajando con el University College London (UCL) en un proyecto de cinco años que tiene el potencial de revolucionar el mundo de las imágenes del cerebro humano.

La magnetoencefalografía (MEG) es una técnica para mapear la actividad cerebral:mide los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas que ocurren naturalmente en el cerebro. Un premio colaborativo en ciencia de £ 1,6 millones de Wellcome está financiando la construcción de un nuevo tipo de escáner MEG que, si tiene éxito, podría cuadriplicar la sensibilidad de los dispositivos actuales de última generación.

Dr. Matthew Brookes y el profesor Richard Bowtell, en la Escuela de Física y Astronomía están liderando la investigación en Nottingham, donde ya han diseñado y construido un prototipo de casco portátil impreso en 3D y se encuentran en las primeras etapas del desarrollo del nuevo sistema MEG. Las imágenes están disponibles a través de este enlace de Dropbox.

El Dr. Brookes dijo:"La tecnología cuántica ha permitido el desarrollo de un nuevo tipo de sensor óptico que tiene la sensibilidad para detectar los campos magnéticos débiles del cerebro. A diferencia de la tecnología actual, estos nuevos sensores pueden funcionar a temperatura ambiente, para que se puedan colocar directamente sobre la superficie del cuero cabelludo. Nuestros cálculos muestran que al acercar los sensores a la cabeza podemos cuadriplicar la sensibilidad de la detección de campo. Esto revolucionará el tipo de efecto que podemos detectar en el cerebro humano ".

La mayoría de los sistemas MEG actuales son engorrosos, construido alrededor de un pequeño orificio en el que se sujeta suavemente la cabeza de un participante porque los sensores, que deben mantenerse a menos 269 grados, no se puede mover. Es una estática, sistema único para todos. Este entorno artificial restringe tanto los grupos de sujetos que se pueden escanear como las preguntas experimentales que se pueden abordar.

Los experimentos piloto mostraron el potencial de nuevos sensores cuánticos

El equipo colaborativo comenzó a trabajar en esta área hace 2 años, evaluar el potencial de los sensores cuánticos en simulaciones computacionales. Siguiendo esto, utilizando fondos de preparación de bombas de UCL y la Universidad de Nottingham, el equipo compró una pequeña cantidad de sensores cuánticos, y los usé para mostrar, experimentalmente, que la mejora esperada en la sensibilidad podría convertirse en una realidad. Según estos datos piloto, ahora han recibido el premio Wellcome para construir un sistema MEG multicanal completamente funcional basado en sensores cuánticos, de los cuales £ 800, 000 está financiando el trabajo en Nottingham.

Mientras que el desarrollo basado en la física necesario para que el escáner funcione se está llevando a cabo en Nottingham, Los expertos de la UCL están llevando a cabo un modelado computacional y teórico detallado del cerebro para enmarcar la neurociencia y establecer qué cuestiones de neurociencia se pueden abordar.

Nos espera una tarea enorme y desafiante

El proyecto de investigación, 'Trasladando las imágenes cerebrales funcionales al mundo real:un dispositivo portátil, libre de criógeno, Sistema MEG ', está dirigido por el profesor Gareth Barnes, en el Wellcome Trust Center for Neuroimaging en UCL. Dijo:"La realización de este sistema es una enorme, pero extremadamente emocionante, desafío, con el potencial de revolucionar el campo de las imágenes cerebrales. Nuestras simulaciones y experimentos piloto ya han demostrado el potencial único de los nuevos sensores cuánticos ".

El profesor Barnes continuó:"Nuestro escáner se usará en la cabeza como un casco, lo que significa que los sujetos pueden realizar tareas mientras se mueven libremente en un entorno abierto y natural ".

El nuevo escáner tiene el potencial de revolucionar las imágenes cerebrales para todos los sujetos, pero será particularmente útil en niños. Profesor Richard Bowtell, El co-solicitante de la subvención y director del Centro de Imágenes Sir Peter Mansfield en Nottingham dijo:"Debido a que los sistemas MEG son esencialmente 'una talla para todos', La sensibilidad es limitada para sujetos con cabezas más pequeñas, como bebés, ya que sus cabezas están más lejos de los detectores. Los sensores cuánticos de temperatura ambiente se pueden montar directamente en el cuero cabelludo de cualquier sujeto. Esto nos dará un aumento proyectado de cuatro veces en la sensibilidad para los adultos, pero la sensibilidad podría aumentar potencialmente hasta 15 o 20 veces para niños o bebés ".

Ya se ha publicado la primera etapa de su trabajo. Lo que el equipo de investigación realmente quiere hacer es traducir esta tecnología en neurociencia y, en última instancia, en una herramienta clínica para afecciones como la epilepsia farmacorresistente y la esquizofrenia.