Сканер-шлем помог 3D-модель головного мозга, сердца и мышц

Группа математиков из Москвы найдена совместно с Нью-йоркским коллегам способ исследования электрической активности сердца, головного мозга, нервной системы и мышц с помощью магнитометра. Новый подход позволяет быстро определить, что расстройства организма, а также помогает при испытании лекарственных средств на животных и людей. О своей работе исследователи рассказали в журнале PNAS. Исследования поддержаны грант российского научного фонда.

Изучение магнитных полей головы и других частей тела происходило с помощью магнитного INTEGRA — сканер находится в виде огромного шлема, в специальном изолированном помещении, чтобы устройство не перехватили чужие сигналы. В исследовании участвовали десять добровольцев в возрасте от 28 до 76 лет. Ученые определили их активность нервной и мышечной систем: от каждого испытуемого требовалось через три минуты встречи. Добровольцев попросили расслабиться в кресле прибора МЭГ, сжимать или разжимать руки. Также магнитные поля сердца измеряются, при этом прибор находился на груди испытуемого. После записи данных проанализирована с 275 датчиков, созданных внутри устройства MEG: на основании результатов измерений исследователи трехмерную компьютерную модель, которая показывает все изменения электрической активности клеток в человеческом теле. Ученые называют эту картину «функциональные томограммой». Это 3D-модель головного мозга, сердца и мышц. На картинках показывает пульс и другие характеристики, отражающие работу сердечной мышцы; также удалось, как межкостной мышцы кисти, которые ползали испытуемые по просьбе ученых включено: оказалось, что мышечный сигнал увеличивается при напряжении от 20 до 30 раз. Можно узнать, а активность мышц шеи и другой мускулатуры.

Реконструировать «с помощью нашего метода успешно трехмерная функциональная структура головного мозга, сердца, мышц шеи и запястья. Полученные 3D-модели хорошо согласуются с анатомическими данными, при этом они несут прямую информацию об электрической активности человеческого организма. Активность мышц спины не был таким успешным. В разных позах испытуемых мы просили напрячь и расслабить мышцы спины и записывали показания прибора. Сигнал был слабым во всех случаях, кроме одного. У мужчины не было сильной активности, даже если он напрягал свои мышцы. Оказалось, что это боли, связанные со спиной. Поэтому процедуру РАН может использоваться для точной локализации боли,» сказал главным образом исследователю Майкл Камнями, доктор физико-математических наук, заместитель директора института прикладной математики имени м. В. Келдыша.

Исследования ученых помогут врачам в диагностике организма человека. После быстрого анализа можно симптомы заболеваний нервной, мышечной и сердечно-сосудистой систем обнаружения. Одна из особенностей этого метода — возможность записи и отслеживания данных в режиме реального времени, а процедура неинвазивна, то есть не повреждает ткани. Эта диагностика необходима для того, чтобы увидеть воздействие на организм различных лекарств, например, препаратов против эпилепсии: технология отслеживания мозга позволяет в режиме реального времени, как снижение активности нейронов во время эпилептического приступа. В будущем вы создадите оптимальную систему для всего тела: теперь устройство лучше всего подходит для записи активности мозга.

Категория: Наука