Компактный прибор для визуализации активности мозга

26.03.2018

Британские ученые нашли способ миниатюризировать огромный магнитоэнцефалограф - прибор, позволяющий регистрировать изменения активности нейронов с интервалом в тысячные доли секунды и точно определять, в каком участке мозга идет работа.

Заглянуть в живой мозг можно, сняв крышку черепа или просверлив в ней отверстия для электродов (так иногда поступают с лабораторными животными), и несколькими неинвазивными (без проникновения) способами. Электроэнцефалографы (ЭЭГ) регистрируют электрическую активность мозга, снимая колебания потенциалов с кожи головы; этот метод показывает изменения в работе мозга очень быстро, но с его помощью невозможно установить, где именно в мозге усилилась или стихла активность. Функциональные магнитные томографы (фМРТ) показывают, к каким участкам мозга приливает и от каких отливает кровь (предполагается, что кровь приливает к "работающим" группам нейронов). Точность локализации у фМРТ высокая, зато временное разрешение низкое - самые современные приборы дают максимум по одной картинке в секунду, а скорость взаимодействия нейронов намного выше.

Магнитные энцелографы измеряют колебания магнитного поля, которые возбуждает активность нейронов. Эти приборы дают высокое пространственное и временное расширение, но у них есть свои недостатки: главный заключается в том, что они чрезвычайно громоздки. Человеку, голову которого помещают в такой прибор, нужно сидеть на месте, не двигаясь. У взрослых здоровых людей с этим проблем нет, но дела обстоят хуже, когда ученые работают с детьми или с людьми, из-за болезни неспособными держать голову ровно. Кроме того, наблюдать за работой мозга с помощью этих приборов можно только в лаборатории.

Новая разработка британских ученых и инженеров может облегчить работу нейробиологов: созданный ими магнитоэнцефалограф (пока что прототип) представляет собой шлем с проводками. Надев такое устройство, человек может спокойно перемещаться и двигать головой; его корпус печатается на 3D-принтере по заранее подготовленной цифровой модели головы подопытного, поэтому его можно надежно закрепить на голове человека любого возраста. Создатели устройства рассчитывают на то, что их разработка поможет детям и подросткам, страдающим от психических расстройств, а ученые-нейрологи смогут наблюдать работу мозга в ситуациях, которые нельзя воссоздать в лабораторных условиях.

<< Назад: Фейковые новости распространяются в сети быстрее правдивых 27.03.2018

>> Вперед: Технология латексной печати на жестких носителях 26.03.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Приемопередатчик CC1310F128 с потреблением 16 мкА 19.04.2016 При разработке устройств для Интернета Вещей потребление в режиме приема является главным фактором, влияющим на продолжительность работы при батарейном питании. Приемопередатчик CC1310F128 является лучшим в своем классе и требует лишь 5,5 мА при работе в режиме непрерывного приема. Тем не менее, такой ток не позволяет работать от батарей типа AA более одной-двух недель. Для снижения тока потребления в радиоядре СС1310 предусмотрена специальная команда CMD_PROP_RX_SNIFF ("принюхиваться"), которая переводит приемник в специальный режим (Wake-on-Radio) с периодическим включением приемной части, что позволяет существенно снизить средний ток потребления - до 16 мкА и ниже. Принцип работы режима Wake-on-Radio (пробуждение по радио) довольно прост - приемник включен не постоянно, а периодически запускается на короткое время, чтобы проверить присутствие ожидаемого сигнала. Если сигнал обнаружен, происходит прием пакета, если нет - приемная часть отключается для экономии энергии. Оценка наличия сигнала производиться по двум настраиваемым параметрам - уровень несущей (RSSI) и качеству преамбулы (PQT). Разумеется, такой режим имеет и отрицательную сторону - передаваемый пакет должен иметь длинную преамбулу, что бы приемник не пропустил полезные данные во время сна. аздельные примеры для приемника (rfWakeOnRadioRx) и передатчика (rfWakeOnRadioTx) позволяют реализовать радиоканал с задержкой передачи сообщения (latency) 500 мс. Такая задержка позволяет снизить ток потребления приемника до 16 мкА (более 10 лет работы). При меньших задержках происходит увеличение среднего потребляемого тока, при больших - ток потребления может быть еще ниже. Если уменьшить время задержки до 100 мс, что можно считать приемлемым значением для визуального управления, ток потребления приемника не превысит 100 мкА. Данный ток потребления позволяет работать более двух лет от батарей AA (2000 мА/ч).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025