آخرین مطالب

حسگرهای کوانتومی مغز می توانند در تشخیص زوال عقل حیاتی باشند پس از اینکه دانشمندان دریافتند که می توانند امواج مغزی را ردیابی کنند.


پس از اینکه دانشمندان دانشگاه ساسکس دریافتند که می توانند امواج مغزی را ردیابی کنند، حسگرهای کوانتومی مغز می توانند در تشخیص زوال عقل بسیار مهم باشند.

Aikaterini Gialopsou با سپر مغناطیسی که در آن اندازه گیری سیگنال مغز شرکت کنندگان انجام می شود. اعتبار: دانشگاه ساسکس

حسگرهای کوانتومی بسیار حساس جدید برای مغز ممکن است در آینده بتوانند بیماری های مغزی مانند زوال عقل، ALS و پارکینسون را با مشاهده کاهش سرعت حرکت سیگنال ها در مغز شناسایی کنند. یافته های تحقیق از مقاله ای به رهبری فیزیکدانان کوانتومی دانشگاه ساسکس در منتشر شده است گزارش های علمی.

اسکنرهای کوانتومی در حال توسعه توسط دانشمندان می توانند میدان های مغناطیسی ایجاد شده هنگام شلیک نورون ها را تشخیص دهند. آنها با اندازه گیری تغییرات لحظه به لحظه در مغز، سرعت حرکت سیگنال ها در مغز را دنبال می کنند. این عنصر زمان مهم است زیرا به این معنی است که بیمار می تواند دو بار با فاصله چند ماه از هم اسکن شود تا بررسی شود که آیا فعالیت در مغز او کند می شود یا خیر. چنین کندی می تواند نشانه ای از آلزایمر یا سایر بیماری های مغز باشد.

به این ترتیب، این فناوری روش جدیدی را برای شناسایی نشانگرهای زیستی مشکلات اولیه سلامت معرفی می کند.

Aikaterini Gialopsou، محقق دکترا در دانشکده علوم ریاضی و فیزیکی در دانشگاه ساسکس و دانشکده پزشکی برایتون و ساسکس نویسنده اصلی مقاله است. او درباره این کشف می گوید: “ما برای اولین بار نشان دادیم که حسگرهای کوانتومی می توانند نتایج بسیار دقیقی از نظر مکان و زمان ایجاد کنند. در حالی که تیم های دیگر مزایای آن را از نظر مکان یابی سیگنال ها در مغز نشان داده اند، این اولین بار است که حسگرهای کوانتومی از نظر زمان‌بندی سیگنال‌ها نیز اینقدر دقیق هستند.”

این می تواند برای پزشکان و بیمارانی که درگیر ایجاد اختلالات مغزی هستند بسیار مهم باشد.

اعتقاد بر این است که این حسگرهای کوانتومی بسیار دقیق‌تر از اسکنرهای EEG یا fMRI هستند، تا حدی به این دلیل که حسگرها می‌توانند به جمجمه نزدیک‌تر شوند. نزدیکی بیشتر حسگرها به مغز نه تنها می تواند وضوح مکانی، بلکه وضوح زمانی نتایج را نیز بهبود بخشد. این بهبود مضاعف در دقت زمان و مکان بسیار قابل توجه است زیرا به این معنی است که سیگنال های مغزی را می توان به روش هایی ردیابی کرد که برای انواع دیگر حسگرها غیرقابل دسترسی است.

پروفسور پیتر کروگر، سرپرست آزمایشگاه سیستم‌ها و دستگاه‌های کوانتومی در دانشگاه ساسکس، توضیح می‌دهد: «این فناوری کوانتومی است که این حسگرها را بسیار دقیق می‌کند». او می افزاید که “حسگرها حاوی گازی از اتم های روبیدیم هستند. پرتوهای نور لیزر به اتم ها می تابد، و زمانی که اتم ها تغییراتی را در میدان مغناطیسی تجربه می کنند، نور را به طور متفاوتی ساطع می کنند. نوسانات در نور ساطع شده، تغییراتی را در فعالیت مغناطیسی نشان می دهد. در مغز حسگرهای کوانتومی در چند میلی ثانیه و در چند میلی متر دقیق هستند.”

فناوری پشت این اسکنرها مغناطیسی مغزی (MEG) نامیده می شود. ترکیب فناوری MEG با این حسگرهای کوانتومی جدید، روشی غیرتهاجمی برای بررسی فعالیت در مغز ایجاد کرده است. برخلاف اسکنرهای مغزی موجود – که سیگنالی را به مغز می فرستد و آنچه را که برمی گردد ضبط می کند – MEG به طور غیر فعال آنچه را که در داخل رخ می دهد از بیرون اندازه گیری می کند و خطرات سلامتی را که در حال حاضر برای برخی از بیماران با اسکنرهای تهاجمی مرتبط است حذف می کند.

در حال حاضر اسکنرهای MEG گران و حجیم هستند و استفاده از آنها را در عمل بالینی چالش برانگیز می کند. این توسعه فناوری حسگر کوانتومی می‌تواند برای انتقال اسکنرها از محیط‌های آزمایشگاهی بسیار کنترل‌شده به محیط‌های بالینی دنیای واقعی حیاتی باشد.

جیالوپسو می‌افزاید: «امید ما با این پیشرفت است». “این که با کشف این عملکرد پیشرفته اسکنرهای مغز کوانتومی، دری به روی پیشرفت‌های بیشتر باز می‌شود که می‌تواند انقلاب کوانتومی در علوم اعصاب ایجاد کند. این مهم است زیرا اگرچه اسکنرها در مراحل ابتدایی خود هستند، اما پیامدهایی برای پیشرفت‌های آینده دارد که می‌تواند منجر به تشخیص زودهنگام بیماری های مغزی، مانند ALS، MS و حتی آلزایمر بسیار مهم است. این چیزی است که ما را به عنوان یک تیم تشویق می کند.”


محققان اولین حسگر مغز کوانتومی مدولار را ساختند که سیگنال را ضبط می کند


اطلاعات بیشتر:
Aikaterini Gialopsou و همکاران، اندازه‌گیری‌های مکانی-زمانی میدان‌های بصری برانگیخته را با استفاده از مغناطیس‌سنج‌های پمپ‌شده نوری بهبود بخشیدند. گزارش های علمی (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-01854-7

ارائه شده توسط دانشگاه ساسکس

نقل قول: حسگرهای کوانتومی مغز پس از اینکه دانشمندان دریافتند می‌توانند امواج مغزی را ردیابی کنند، می‌توانند در تشخیص زوال عقل بسیار مهم باشند (2021، 18 نوامبر) که در 19 نوامبر 2021 از https://medicalxpress.com/news/2021-11-quantum-brain-sensors-crucial بازیابی شد. -dementia.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.