Луч инфракрасного света впервые прошел сквозь череп человека: как это изменит мир

Фото: Unsplash

Недавно учеными был достигнут новый рубеж в области оптической визуализации мозга, который может удивить многих. IFLScience сообщает, что им удалось пропустить ближний инфракрасный свет через голову взрослого человека и зафиксировать его на другой стороне, показав тайные участки мозга.

Этот прорыв основан на функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) — методе, используемом для измерения активности мозга путем отслеживания поглощения света гемоглобином, молекулой, переносящей кислород в крови. Традиционно fNIRS ограничена глубиной всего около 4 см, что достаточно для мониторинга внешней поверхности мозга, но не его более глубоких областей. До сих пор МРТ и КТ были основными инструментами для доступа к этим внутренним слоям.

Исследовательская группа из Университета Глазго под руководством Джека Рэдфорда и его коллег, установила мощный импульсный лазер на одной стороне черепа и высокочувствительный фотонный детектор прямо напротив него, говорится в их исследовании, опубликованном в журнале Neurophoton.

В контролируемой темной среде они направили триллионы фотонов в череп и, несмотря на чрезвычайную потери, оцениваемые примерно в триллион триллионов раз, сумели обнаружить отдельные фотоны, появляющиеся на другой стороне.

Компьютерное моделирование подтвердило эти результаты, отобразив вероятные траектории фотонов и показав, что свет не рассеивался случайным образом, а следовал по предпочтительным маршрутам, в частности через спинномозговую жидкость, которая действует как естественный оптический «туннель».

Однако этот успех сопровождался некоторыми оговорками. Он был достигнут только на одном испытуемом, взрослом мужчине со светлой кожей и без волос, и требовал 30-минутного воздействия в условиях полной темноты. Команда признает эти ограничения и предлагает провести дополнительные исследования, чтобы адаптировать эту технику для более широкого применения в реальных условиях.

Несмотря на эти моменты, последствия этого открытия могут стать далеко идущими: возможность контролировать и анализировать более глубокие области мозга, такие как мозжечок или средний мозг, с помощью только света, может однажды открыть путь к созданию портативных, недорогих и неинвазивных устройств его визуализации. Это может революционизировать мониторинг инсультов, опухолей или травм, особенно в местах, где нет доступа к современным инструментам визуализации, которые необходимо применять как можно раньше.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform