可穿戴大脑成像设备可提供儿童大脑发育的精确图像

一项新研究利用可穿戴的大脑扫描仪绘制了儿童大脑发育的精确图像。这项研究为追踪大脑功能变化如何支撑走路和说话等关键发育里程碑以及自闭症等神经发育疾病如何出现开辟了新的可能性。

由诺丁汉大学物理与天文学院科学家领导的研究小组使用一种新颖设计的脑磁图(MEG) 扫描仪来测量年仅两岁的儿童的大脑电生理学。研究结果已发表在eLife上。

脑细胞通过产生电流来运作和交流。这些电流会产生微小的磁场，这些磁场可以在头部外部检测到。研究人员使用他们的新系统来测量这些磁场，并使用数学建模将这些磁场转换成高保真图像，以毫秒为单位显示当我们执行任务时大脑的哪些部分处于活动状态。

这款可穿戴式脑部扫描仪基于量子技术，使用乐高积木大小的传感器(称为光泵磁力仪 (OPM))，这些传感器被整合到轻型头盔中，用于测量脑部活动产生的磁场。独特的设计意味着该系统可以适应任何年龄段，从幼儿到成人。传感器可以放置在更靠近头部的位置，从而提高数据质量。该系统还允许人们在佩戴时移动，非常适合扫描那些在传统扫描仪中难以保持静止的儿童。

总共有 27 名儿童(2-13 岁)和 26 名成人(21-34 岁)参与了这项研究，研究了大脑功能的一个基本组成部分，即神经振荡(脑电波)。大脑的不同区域负责行为的不同方面，神经振荡促进这些区域之间的交流。研究小组测量了这种连接在我们成长过程中如何变化，以及我们的大脑如何利用短暂、点状的电生理活动来抑制大脑区域网络，从而控制我们如何关注传入的感官刺激。

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