一項(xiàng)新研究利用可穿戴的大腦掃描儀繪制了兒童大腦發(fā)育的精確圖像。這項(xiàng)研究為追蹤大腦功能變化如何支撐走路和說(shuō)話(huà)等關(guān)鍵發(fā)育里程碑以及自閉癥等神經(jīng)發(fā)育疾病如何出現(xiàn)開(kāi)辟了新的可能性。
由諾丁漢大學(xué)物理與天文學(xué)院科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用一種新穎設(shè)計(jì)的腦磁圖(MEG) 掃描儀來(lái)測(cè)量年僅兩歲的兒童的大腦電生理學(xué)。研究結(jié)果已發(fā)表在eLife上。
腦細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生電流來(lái)運(yùn)作和交流。這些電流會(huì)產(chǎn)生微小的磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)可以在頭部外部檢測(cè)到。研究人員使用他們的新系統(tǒng)來(lái)測(cè)量這些磁場(chǎng)，并使用數(shù)學(xué)建模將這些磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成高保真圖像，以毫秒為單位顯示當(dāng)我們執(zhí)行任務(wù)時(shí)大腦的哪些部分處于活動(dòng)狀態(tài)。
這款可穿戴式腦部掃描儀基于量子技術(shù)，使用樂(lè)高積木大小的傳感器(稱(chēng)為光泵磁力儀 (OPM))，這些傳感器被整合到輕型頭盔中，用于測(cè)量腦部活動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。獨(dú)特的設(shè)計(jì)意味著該系統(tǒng)可以適應(yīng)任何年齡段，從幼兒到成人。傳感器可以放置在更靠近頭部的位置，從而提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。該系統(tǒng)還允許人們?cè)谂宕鲿r(shí)移動(dòng)，非常適合掃描那些在傳統(tǒng)掃描儀中難以保持靜止的兒童。
總共有 27 名兒童(2-13 歲)和 26 名成人(21-34 歲)參與了這項(xiàng)研究，研究了大腦功能的一個(gè)基本組成部分，即神經(jīng)振蕩(腦電波)。大腦的不同區(qū)域負(fù)責(zé)行為的不同方面，神經(jīng)振蕩促進(jìn)這些區(qū)域之間的交流。研究小組測(cè)量了這種連接在我們成長(zhǎng)過(guò)程中如何變化，以及我們的大腦如何利用短暫、點(diǎn)狀的電生理活動(dòng)來(lái)抑制大腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，從而控制我們?nèi)绾侮P(guān)注傳入的感官刺激。
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