Исследовательская группа, возглавляемая учеными из Школы физики и астрономии Ноттингемского университета, использовала новую конструкцию магнитоэнцефалографического (МЭГ) сканера для измерения электрофизиологии мозга у детей в возрасте двух лет.

Клетки мозга работают и общаются, передавая друг другу электрические сигналы, которые генерируют крошечные магнитные поля, обнаруживаемые и за пределами головы. Исследователи использовали новую систему для измерения этих полей и математическое моделирование, чтобы превратить поля в высококачественные изображения, показывающие, миллисекунда за миллисекундой, какие части мозга задействованы, когда мы выполняем определенные задачи.

Носимый сканер мозга основан на квантовой технологии и использует датчики размером с кирпичик LEGO, называемые магнитометрами с оптической накачкой (OPM), которые встроены в легкий шлем для измерения полей, создаваемых активностью мозга. Благодаря дизайну систему можно адаптировать для любой возрастной группы: от малышей до взрослых. Датчики можно разместить гораздо ближе к голове, что повысит качество данных. Система также позволяет людям двигаться, что делает ее идеальной для изучения детей, которым трудно оставаться неподвижными в обычных сканерах.

В исследовании приняли участие 27 детей (в возрасте от 2 до 13 лет) и 26 взрослых (от 21 года до 34 лет). Команда изучала фундаментальный компонент функции мозга, называемый "нейронными колебаниями" (или мозговыми волнами). За разные аспекты поведения отвечают разные области мозга, а нейронные колебания способствуют коммуникации между ними. Исследовательская группа измерила, как эта связь меняется по мере того, как мы взрослеем, и как наш мозг использует короткие, точечные всплески электрофизиологической активности для подавления сетей в различных областях мозга и, следовательно, для контроля того, как мы реагируем на поступающие сенсорные стимулы.

"Носимая система открыла новые возможности для изучения и понимания детского мозга в гораздо более раннем возрасте, чем это было возможно ранее с помощью MEG. Существуют веские причины для перехода к более молодым участникам: с нейробиологической точки зрения многие важные вехи в развитии происходят в первые несколько лет (даже месяцев) жизни. Если мы сможем использовать нашу технологию для измерения активности мозга, лежащей в основе этих этапов, это позволит по-новому понять функции мозга", – объясняет один из руководителей исследования Лукас Риер.

Соавтор работы, Натали Роудс из Школы физики и астрономии Ноттингемского университета дополнила слова коллеги, отметив, что новая система позволит исследовать не только здоровое развитие мозга, но и нейронные субстраты, лежащие в основе атипичного развития.

Результаты опубликованы в eLife.