Une équipe de scientifiques de l'Université du Sussex a pour la première fois construit un scanner cérébral quantique modulaire, et l'a utilisé pour enregistrer un signal cérébral. C'est la première fois qu'un signal cérébral est détecté à l'aide d'un capteur cérébral quantique modulaire n'importe où dans le monde. C'est une étape importante pour tous les chercheurs travaillant sur la technologie d'imagerie cérébrale quantique, car les capteurs modulaires peuvent être agrandis, comme des briques Lego. L'équipe a également connecté deux capteurs comme des briques Lego, prouver que la numérisation du cerveau entier à l'aide de cette méthode est à portée de main, comme détaillé dans leur article, qui est publié aujourd'hui en version pré-imprimée. Cela n'a pas été possible avec les capteurs cérébraux quantiques actuellement disponibles dans le commerce aux États-Unis.

Ces appareils modulaires fonctionnent comme des briques de jeu dans la mesure où ils peuvent être connectés entre eux. Cela ouvre la possibilité d'un balayage du cerveau entier à l'aide de la technologie quantique, et des avancées potentielles pour les maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer.

Le dispositif, qui a été construit au laboratoire Quantum Systems and Devices de l'université, utilise des capteurs quantiques ultra-sensibles pour capter ces plus petits champs magnétiques à voir à l'intérieur du cerveau afin de cartographier l'activité neuronale.

L'équipe a appliqué les capteurs à l'extérieur du cuir chevelu d'un participant, proche du cortex visuel du cerveau. Ils ont demandé au participant d'ouvrir et de fermer les yeux à des intervalles de 10 à 20 secondes, et ont pu détecter un signal. C'est une action très simple, mais pour voir cela se produire à l'intérieur du cerveau - de l'extérieur - nécessite une technologie quantique extrêmement sophistiquée.

Thomas Coussens Ph.D. étudiant à l'Université du Sussex, qui a construit le capteur, expliqué :

"Notre capteur quantique doit être exceptionnellement sensible pour capter les champs magnétiques dans le cerveau qui sont en effet très faibles. Pour le mettre en contexte, le champ magnétique d'un cerveau est mille milliards de fois inférieur à celui d'un aimant de réfrigérateur.

«                                                         Cela pourrait apporter des avancées significatives dans la détection et la délivrance de traitements pour les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.

"C'est l'aboutissement de plusieurs mois de travail acharné et je suis ravi de voir notre premier signal cérébral utilisant nos propres capteurs quantiques entièrement construits par nous ici à l'Université du Sussex."

Professeur Peter Kruger, Le physicien expérimental et directeur du Sussex Program for Quantum Research à l'Université du Sussex a expliqué :

"Comme notre capteur fonctionne sur une base modulaire, nous allons maintenant pouvoir l'agrandir pour créer des images beaucoup plus détaillées du cerveau ou de parties du cerveau. Vous ne pouvez pas faire cela avec le produit commercial actuellement disponible. Ce nouveau capteur construit à l'Université du Sussex ouvre la porte aux capteurs quantiques fabriqués au Royaume-Uni, extrêmement important dans le paysage plus large de la technologie quantique au Royaume-Uni.

"Avoir ce capteur est une étape majeure vers de nouvelles études interdisciplinaires impliquant des chercheurs allant des scientifiques de la conscience et des ingénieurs aux neuroscientifiques, ce qui est tout à fait dans l'esprit de la façon dont nous abordons la recherche ici à Sussex."

Professeur Kai Bongs, Chercheur principal au Royaume-Uni Quantum Technology Hub Sensors and Timing, mentionné:

« Nous sommes ravis de ce développement révolutionnaire réalisé par les chercheurs du Hub de l'Université du Sussex. Ces succès contribuent considérablement à faire progresser l'écosystème quantique britannique, nous rapprochant un peu plus de l'exploitation de la technologie des capteurs quantiques dans des applications cliniques qui auront un réel impact sociétal. La construction d'une solide capacité d'imagerie cérébrale quantique au Royaume-Uni est un excellent exemple de notre collaboration. »

Le capteur magnétique quantique utilise un magnétomètre à pompage optique à l'intérieur d'un bouclier magnétique pour réduire les champs magnétiques environnementaux et s'assurer qu'ils ne sont pas détectés. En termes simples, le capteur fonctionne en mettant une vapeur dans un état quantique, en la traversant avec un faisceau laser et en utilisant un photodétecteur pour voir la quantité de lumière qui a traversé. La façon dont la vapeur atomique interagit avec la lumière laser dépend très sensiblement du champ magnétique. Les minuscules courants électriques dans les neurones du cerveau conduisent à de très petits champs magnétiques même à l'extérieur du cerveau, ce que le capteur capte.