Как квантовые датчики помогают выявлять болезнь Альцгеймера даже на ранних стадиях

Сканеры точно обнаруживают крошечные изменения магнитных полей, создаваемых возбужденными нейронами

Новый метод начинается с магнитоэнцефалографии (МЭГ), которая работает путем измерения магнитных полей, создаваемых электрическими токами в мозге при возбуждении нейронов. Обычно для MEG требуется большое громоздкое оборудование или, по крайней мере, громоздкие шлемы, но команда обнаружила, что объединение его с новыми квантовыми датчиками позволило получить гораздо более компактное оборудование и сделать процесс более простым и точным.

Квантовые датчики известны как магнитометры с оптической накачкой (OPM), и они могут располагаться ближе к черепу пациента, чем другие датчики. Это позволяет им проводить более точные измерения как во времени, так и в пространстве, а потому они могут измерять изменения, которые происходят очень быстро, и лучше определять, откуда именно исходят сигналы в мозгу.

«Именно квантовая технология делает эти датчики такими точными, — пояснил профессор Питер Крюгер, автор исследования. — Датчики содержат газ из атомов рубидия. На атомы падают лучи лазерного света, и когда магнитное поле атомов начинает изменяться, они по-разному излучают свет. Колебания излучаемого света, в свою очередь, показывают изменения магнитной активности в головном мозге. Поэтому квантовые датчики имеют точность в пределах миллисекунд и нескольких миллиметров».

Команда проверила датчики на трех пациентах, когда те проходили стандартное сканирование мозга. Оказалось, что с помощью новой системы можно измерять скорость передачи сигналов по мозгу с задержкой всего до 10 миллисекунд.

Квантовые датчики могут стать потенциально полезным диагностическим инструментом для ряда нейродегенеративных заболеваний. Пациенты могут, например, пройти сканирование, чтобы измерить скорость мозговой активности, а через несколько месяцев повторить процедуру — это поможет увидеть, снижается ли эта скорость с течением времени. Положительный результат может указывать на начало многих мозговых патологий, которые иначе распознать на такой ранней стадии попросту невозможно.