ТАСС, 31 марта. Математики приспособили магнитометр для того, чтобы реконструировать трехмерную структуру мозга, сердца и некоторых других мышц, а также визуализировать боль в спинных мускулах человека. Об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Мы просили испытуемых [в разных позах] напрягать и расслаблять мышцы спины и записывали показания прибора. Сигнал оказался слабым во всех случаях, кроме одного. У мужчины наблюдалась сильная активность, даже когда он не напрягал мышцы. Выяснилось, что это связано с болью в спине. Таким образом, метод может применяться для точной локализации болевых ощущений", – рассказал один из авторов работы, сотрудник Института прикладной математики РАН (Москва) Михаил Устинин.
Относительно недавно ученые обнаружили, что сердце и многие другие органы человека вырабатывают очень слабые магнитные поля, которые можно зафиксировать с помощью сверхчувствительных квантовых магнитометров. Поэтому подобные датчики можно использовать для того, чтобы отслеживать изменения в состоянии этих органов в режиме реального времени. Классические магнитно-резонансные томографы такого делать не могут.
Устинин и его коллеги придумали, как можно обрабатывать сигналы, которые получают подобные сверхчувствительные датчики магнитных полей. Благодаря этому можно реконструировать трехмерную форму изучаемых органов и наблюдать за изменениями в их состоянии с рекордно высоким временным разрешением.
Новый помощник врача
Новую методику ученые протестировали на десяти добровольцах, которые согласились проверить состояние их мозга, сердца, мышц рук и спины, а также некоторых других органов при помощи магнитного энцефалографа и подключенного к нему набора датчиков.
"С помощью нашего метода удалось успешно реконструировать трехмерную функциональную структуру мозга, сердца, мышц шеи и кисти руки. Полученные 3D-модели хорошо согласуются с анатомическими данными, при этом они несут прямую информацию об электрической активности тела человека. С другой стороны, исследование активности мышц спины было не столь успешным", – отметил Устинин.
По его словам, их прибор не смог проследить за тем, как менялось состояние мышц спины при их расслаблении и активации, но при этом математики обнаружили, что сверхчувствительные магнитные датчики можно использовать для очень точной локализации источников боли в спине.
Ученые рассчитывают, что их методика поможет диагностировать многие заболевания, лечить пациентов, а также проводить клинические испытания лекарств от эпилепсии благодаря тому, что может очень быстро отслеживать изменения в активности мозга во время припадка.