Специалисты записали мозговую активность мужчины во время того, как он выполнял задания вне медицинского учреждения, в том числе играл в видеоигру. Чтобы сделать это, исследователи имплантировали в череп человека материал, который позволял ультразвуковым волнам проходить в мозг. О работе ученых написало издание Live Science.
Проходя через акустически прозрачное «окно», волны отражались от границ между тканями. Некоторые из отражающихся волн затем вернулись к ультразвуковому датчику, который был подключен к сканеру. Данные позволили ученым построить картину того, что происходит в мозгу мужчины, подобно тому, как ультразвуковое сканирование может визуализировать плод в утробе матери.
Команда следила за изменениями объема крови в головном мозге с течением времени. Специалисты уделяли особое внимание областям мозга, называемым задней теменной корой и моторной корой. Обе эти области помогают координировать движение.
Оценка изменений объема крови — один из способов косвенного отслеживания активности клеток головного мозга. Когда нейроны более активны, им требуется больше кислорода и питательных веществ, которые доставляются кровеносными сосудами.
Новое исследование основано на предыдущих исследованиях на приматах. Теперь, работая с человеком, ученые смогли использовать ультразвуковую визуализацию для мониторинга точной нейронной активности, происходящей в мозгу человека во время простой компьютерной игры «Соедини точки» или игры на гитаре.
«Как и в случае с нечеловеческими приматами, данные ультразвукового исследования пациента указывали на намерения — двигать этот джойстик, бренчать на гитаре — в тот момент, когда сами действия выполнялись», — комментирует доктор Чарльз Лю, соавтора исследования и нейрохирург из Университета Южной Калифорнии.
Функциональная ультразвуковая визуализация — то есть ультразвук, отслеживающий изменения объема крови в мозгу — считается многообещающей альтернативой традиционным методам визуализации мозга, таким как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Считается, что этот метод более чувствителен к изменениям в активности мозга. Кроме того, полученные изображения имеют более высокое разрешение, и сам метод не требует, чтобы пациенты лежали неподвижно в больничном аппарате в течение длительного периода времени.
Таким образом, теоретически можно отслеживать активность мозга пациентов в реальных условиях. В настоящее время это возможно с помощью амбулаторной ЭЭГ, но ЭЭГ отслеживает электрическую активность, а не кровоток, и делает это через кожу головы и черепа, поэтому ее нельзя назвать сверхточной.
Человеческий череп исторически был барьером для ультразвуковых волн — он не позволял им проникать в мозг. В новом исследовании Лю и его коллеги преодолели это препятствие, протестировав свой подход на пациенте, которому удалили часть черепа. Это было сделано, чтобы снизить давление в его мозгу после тяжелой черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Обычно пациентам с ЧМТ вставляют титановую сетку или изготовленный по индивидуальному заказу имплантат для замены недостающей части черепа. В этом случае команда создала акустически прозрачный имплантат. По словам авторов исследования, в будущем новая методика может не ограничиваться пациентами с ЧМТ.
«Существует ряд вмешательств, которые требуют удаления части черепа, — говорится в заявлении Михаила Шапиро, соавтора исследования и профессора химической и медицинской инженерии в Калифорнийском технологическом институте. — Итак, есть много пациентов, которым потенциально может быть полезен черепной имплантат, прозрачный для акустических сигналов, использующих ультразвук».
Ранее в сети обсуждали иллюзию с двумя лицами одного цвета. Эти картинки сломают ваш мозг — смотрите.
