Crédit :Université de Nottingham
Des scientifiques de l'Université de Nottingham travaillent avec l'University College London (UCL) sur un projet de cinq ans qui a le potentiel de révolutionner le monde de l'imagerie du cerveau humain.
La magnétoencéphalographie (MEG) est une technique de cartographie de l'activité cérébrale - elle mesure les champs magnétiques générés par les courants électriques qui se produisent naturellement dans le cerveau. Un prix de collaboration en sciences de 1,6 million de livres sterling de Wellcome finance la construction d'un nouveau type de scanner MEG qui, en cas de succès, pourrait quadrupler la sensibilité des appareils de pointe actuels.
Dr Matthew Brookes et professeur Richard Bowtell, à l'École de physique et d'astronomie dirigent les recherches à Nottingham, où ils ont déjà conçu et construit un prototype de casque portable imprimé en 3D et sont aux tout premiers stades du développement du nouveau système MEG. Les images sont disponibles via ce lien dropbox.
Le Dr Brookes a déclaré :« La technologie quantique a permis le développement d'un nouveau type de capteur optique qui a la sensibilité pour détecter les faibles champs magnétiques du cerveau. Contrairement à la technologie actuelle, ces nouveaux capteurs peuvent fonctionner à température ambiante, afin qu'ils puissent être placés directement sur la surface du cuir chevelu. Nos calculs montrent qu'en rapprochant les capteurs de la tête, nous pouvons quadrupler la sensibilité de la détection de champ. Cela va révolutionner le genre d'effet que nous sommes capables de détecter à partir du cerveau humain."
La plupart des systèmes MEG actuels sont encombrants, construit autour d'un petit alésage dans lequel la tête d'un participant est doucement serrée parce que les capteurs, qui doivent être maintenus à moins 269 degrés, ne peut pas être déplacé. C'est un statique, système unique. Cet environnement artificiel restreint à la fois les groupes de sujets qui peuvent être analysés et les questions expérimentales qui peuvent être abordées.
Crédit :Université de Nottingham
Des expériences pilotes ont montré le potentiel de nouveaux capteurs quantiques
L'équipe collaborative a commencé à travailler dans ce domaine il y a 2 ans, évaluer le potentiel des capteurs quantiques dans les simulations informatiques. Suivant ceci, en utilisant le financement d'amorçage de l'UCL et de l'Université de Nottingham, l'équipe a acheté un petit nombre de capteurs quantiques, et les a utilisés pour montrer, expérimentalement, que l'amélioration attendue de la sensibilité pourrait devenir une réalité. Sur la base de ces données pilotes, ils ont maintenant reçu le prix Wellcome pour construire un système MEG multicanal entièrement fonctionnel basé sur des capteurs quantiques - dont 800 £, 000 finance les travaux à Nottingham.
Alors que le développement basé sur la physique nécessaire pour faire fonctionner le scanner est en cours à Nottingham, des experts de l'UCL effectuent une modélisation informatique et théorique détaillée du cerveau pour encadrer les neurosciences et établir les questions de neurosciences qui peuvent être abordées.
Une tâche énorme et difficile nous attend
Le projet de recherche, « Transférer l'imagerie cérébrale fonctionnelle dans le monde réel :un appareil portable, sans cryogène, système MEG', est dirigé par le professeur Gareth Barnes, au Wellcome Trust Center for Neuroimaging de l'UCL. Il a dit :« La réalisation de ce système est un énorme, mais extrêmement excitant, défi, avec le potentiel de révolutionner le domaine de l'imagerie cérébrale. Nos simulations et expériences pilotes ont déjà montré le potentiel unique des nouveaux capteurs quantiques."
Le professeur Barnes a poursuivi :« Notre scanner sera porté sur la tête comme un casque, ce qui signifie que les sujets peuvent entreprendre des tâches tout en se déplaçant librement dans un environnement ouvert et naturel."
Le nouveau scanner a le potentiel de révolutionner l'imagerie cérébrale pour tous les sujets, mais sera particulièrement utile chez les enfants. Professeur Richard Bowtell, Le co-demandeur de subvention et directeur du Sir Peter Mansfield Imaging Center à Nottingham a déclaré :« Parce que les systèmes MEG sont essentiellement « taille unique », la sensibilité est limitée pour les sujets avec des têtes plus petites comme les nourrissons car leurs têtes sont plus éloignées des détecteurs. Les capteurs quantiques de température ambiante peuvent être montés directement sur le cuir chevelu de n'importe quel sujet. Cela nous donnera une augmentation prévue de quatre fois de la sensibilité pour les adultes, mais la sensibilité pourrait potentiellement être jusqu'à 15 ou 20 fois plus élevée pour les enfants ou les bébés."
La première étape de leur travail a déjà été publiée. Ce que l'équipe de recherche veut vraiment faire, c'est traduire cette technologie en neurosciences et finalement en un outil clinique pour des conditions telles que l'épilepsie résistante aux médicaments et la schizophrénie.
