Un equipo de científicos de la Universidad de Sussex ha construido por primera vez un escáner cerebral cuántico modular, y lo usó para registrar una señal cerebral. Esta es la primera vez que se detecta una señal cerebral utilizando un sensor cerebral cuántico modular en cualquier parte del mundo. Es un hito importante para todos los investigadores que trabajan en la tecnología de imágenes cuánticas del cerebro porque los sensores modulares se pueden ampliar. como ladrillos de Lego. El equipo también ha conectado dos sensores como ladrillos Lego, demostrando que el escaneo de todo el cerebro con este método está al alcance, como se detalla en su artículo, que se publica hoy en preimpresión. Esto no ha sido posible con los sensores cerebrales cuánticos actualmente disponibles comercialmente en los Estados Unidos.

Estos dispositivos modulares funcionan como ladrillos de juego en el sentido de que se pueden conectar entre sí. Esto abre el potencial para el escaneo de todo el cerebro utilizando tecnología cuántica, y avances potenciales para enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

El dispositivo, que se construyó en el laboratorio Quantum Systems and Devices de la universidad, utiliza sensores cuánticos ultrasensibles para captar estos campos magnéticos más diminutos para ver el interior del cerebro y trazar un mapa de la actividad neuronal.

El equipo aplicó los sensores al exterior del cuero cabelludo de un participante, cerca de la corteza visual del cerebro. Le pidieron al participante que abriera y cerrara los ojos a intervalos de 10 a 20 segundos, y pudieron detectar una señal. Esta es una acción muy simple, pero ver que suceda dentro del cerebro, desde el exterior, requiere una tecnología cuántica enormemente sofisticada.

Thomas Coussens Ph.D. estudiante de la Universidad de Sussex, quién construyó el sensor, explicado:

"Nuestro sensor cuántico tiene que ser excepcionalmente sensible para captar los campos magnéticos en el cerebro que son muy débiles. Para ponerlo en contexto, el campo magnético de un cerebro es un billón de veces menor que el de un imán de nevera.

"Debido a que nuestro dispositivo es hasta ahora único en el sentido de que es modular, y hemos demostrado que la modularidad funciona conectando dos sensores juntos, ahora planeamos ampliar este proyecto construyendo más sensores para convertirlo en un sistema completo de imágenes cerebrales. Esto podría proporcionar avances significativos en la detección y administración de tratamientos para enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

"Esta es la culminación de muchos meses de arduo trabajo y estoy encantado de ver nuestra primera señal cerebral utilizando nuestros propios sensores cuánticos construidos íntegramente por nosotros aquí en la Universidad de Sussex".

Profesor Peter Krüger, El físico experimental y director del Programa de Sussex para la investigación cuántica de la Universidad de Sussex explicó:

"Como nuestro sensor funciona de forma modular, ahora podremos ampliarlo para crear imágenes mucho más detalladas del cerebro o partes del cerebro. No puede hacer eso con el producto comercial actual disponible. Este nuevo sensor construido en la Universidad de Sussex abre la puerta a los sensores cuánticos producidos en el Reino Unido, enormemente importante en el panorama más amplio de la tecnología cuántica del Reino Unido.

"Tener este sensor es un paso importante para realizar más estudios interdisciplinarios que involucran a investigadores que van desde científicos e ingenieros de la conciencia hasta neurocientíficos, lo que está muy en el espíritu de cómo abordamos la investigación aquí en Sussex".

Profesor Kai Bongs, Investigador principal en el Reino Unido Quantum Technology Hub Sensors and Timing, dijo:

"Estamos encantados con este innovador desarrollo de los investigadores de Hub en la Universidad de Sussex. Estos éxitos están ayudando considerablemente a hacer avanzar el ecosistema cuántico del Reino Unido". acercándonos un paso más a la explotación de la tecnología de sensores cuánticos en aplicaciones clínicas que tendrán un impacto social real. La construcción de una sólida capacidad de imágenes cerebrales cuánticas en el Reino Unido es un gran ejemplo de nuestra colaboración ".

El sensor magnético cuántico utiliza un magnetómetro bombeado ópticamente dentro de un escudo magnético para reducir los campos magnéticos ambientales y garantizar que no se detecten. En lenguaje sencillo, el sensor funciona poniendo un vapor en un estado cuántico, hacer brillar un rayo láser a través de él y usar un fotodetector para ver cuánta luz ha atravesado. La forma en que el vapor atómico interactúa con la luz láser depende de manera muy sensible del campo magnético. Las pequeñas corrientes eléctricas en las neuronas del cerebro generan campos magnéticos muy pequeños incluso fuera del cerebro, que es lo que capta el sensor.