Derzeit stehen Methoden zur Bildgebung des Gehirns, die in vielen medizinischen Einrichtungen üblich sind, häufig vor einer Reihe von Herausforderungen: Einige sind invasiv, andere können schädliche Strahlung enthalten und viele sind schwer zu verwenden. Forscher entwickeln eine nicht-invasive Methode zur Messung des Blutflusses zum Gehirn mithilfe von Infrarot spektroskopie. Dazu gehört ein neues Papier fluoreszenz werkzeug, das die Gehirn aktivität in 3D abbilden kann; Und eine tragbare Kappe mit eingebautemInfrarot laserDass sogar Babys tragen können, um Hirnschäden zu erkennen.
Die Messung des zerebralen Blutflusses ist wichtig für die Diagnose eines Schlaganfalls und die Vorhersage einer Subarachnoidal blutung oder einer sekundären Verletzung nach einer traumatischen Hirn verletzung. Ärzte, die neuro intensive Pflege anbieten, möchten auch die Genesung eines Patienten überwachen, indem sie den Blutfluss und die Sauerstoff versorgung des Gehirns abbilden. Funktionale Interferenz diffusions spektroskopie, eine derzeit entwickelte nicht-invasive Methode, verwendetNahes Infrarot lichtUm den Blutfluss im Gehirn zu messen. Diese Methode wird verwendet, um Hirnschäden zu geringeren Kosten als MRT-und CT-Scanner zu bewerten. Die Forscher fanden heraus, dass sie die neue Technik verwenden konnten, um den Blutfluss unter der Oberfläche schneller und tiefer als vorhandene licht basierte Techniken zu messen. Sie könnten das Pulsieren des Blutflusses im Gehirn sowie die Veränderungen messen, wenn Freiwilligen einen leichten Anstieg des Kohlendioxids verabreicht wurde.
Die Photo lumineszenz bildgebung zeigt die Aussicht auf eine 3D-Bildgebung der Gehirn aktivität mit hoher Geschwindigkeit und Kontrast. Bei dieser Technik geht ein dünner Laserstrahl (Licht platte) direkt durch einen spezial isierten Bereich des Gehirn gewebes, und ein fluor zieren der Aktivität reporter im Gehirn reagiert, indem er ein fluor zieren des Signal aussendet, das unter einem Mikroskop nachgewiesen werden kann. Das Scannen dünner Gewebes ch eiben ermöglicht eine hoch geschwindigkeits-und kontrast reiche Volumen bildgebung der Gehirn aktivität. Derzeit ist die fluor zierende Bildgebung des Gehirns mit Lichts ch eiben von undurchsichtigen Organismen wie Mäusen aufgrund der Größe der erforderlichen Instrumente schwierig. Um Experimente an undurchsichtigen Tieren sowie an zukünftigen Tieren durch zuführen, die sich frei bewegen können, mussten die Forscher zunächst viele der Komponenten miniaturisieren.
Forscher haben einen winzigen Licht platten generator oder eine Photonen nervens onde entwickelt, die in das Gehirn lebender Tiere implantiert werden kann. Bei Tests in Gehirn gewebe von Mäusen, die gentechnisch verändert worden waren, um das fluor zierende Protein in ihrem Gehirn zu exprimieren, konnten die Forscher Regionen mit einer Größe von 240 mal 490 μm abbilden. Darüber hinaus war das Kontrast niveau der Bilder besser als das einer anderen Bildgebung methode namens Epi fluoreszenz mikroskop. "Diese neue implant ierbare photonische Neuro detektion stech nik erzeugt Licht platten im Gehirn und umgeht viele der Einschränkungen, die die Verwendung der Licht platten fluoreszenz bildgebung in den experimentellen Neuro wissenschaften einschränken", sagten die Forscher. Wir sagen voraus, dass diese Technologie zu neuen Varianten der Licht platten mikroskopie für die Bildgebung des tiefen Gehirns und Verhaltens experimente bei sich frei bewegenden Tieren führen wird."
Derzeit gibt es keine medizinischen Werkzeuge, die ein harmloses, sich ständig bewegendes Echtzeit bild des fragilen Gehirns eines Neugeborenen erzeugen können. MRT-Untersuchungen können ein genaues Bild des Körpers bei Erwachsenen liefern, aber ihre Anwendung bei Säuglingen hat Nachteile, einschl ießlich der Notwendigkeit, dass Patienten während des Eingriffs still bleiben. Forscher haben ein neues tragbares Gerät entwickelt, das einen großen Fortschritt darstellen könnte. Das Team steckte Infrarot laser in kleine Stoff kappen, die Babys tragen können. In Kombination mit Ultraschall impulsen senden Wissenschaftler harmlose Signale an das Gehirn eines Kindes. Es funktioniert fast wie ein Ultraschall, verwendet jedoch Licht, um mehr Informationen, detailliertere Bilder und eine höhere Auflösung bereit zustellen.