(原标题:英国迷信家开发可穿戴脑扫描仪:头盔不到两斤,还能订制)
在脑肿瘤、癫痫、肉体分裂症等复杂的疾病中,医生通常需求借助察看患者脑部活动来诊断病情。近年来,脑磁图(MEG)已成为一种检测脑部活动的新型技术,能将神经网络绘制成图,并且对人体无创伤。
不过,来自英国诺丁汉大AI已经渗透到了生活中的方方面面。在智能交通领域,人工智能技术也正在发挥作用。学彼得?曼斯菲尔德爵士成像中心的MatthewBrookes博士等人以为,MEG依然存在这诸多缺乏,近年来不断努力于改良MEG零碎。北京工夫3月22日清晨,顶尖学术期刊《自然》(Nature)在线宣布了Brookes为通讯作者的最新效果:一个可穿戴脑扫描仪原型。
脑磁图,即经过测量头皮神经电流发生的磁场取得人类脑部电生理数据,同时可以直接成像。经过对磁场的数学剖析构成的三维图像,可以实时反映脑部网络。
不过,用脑磁图测量脑部活动,目前次要是经过在脑部四周放置少量的超导传感器。这些高温冷却的传感器灵敏度为fT级别,从而可以检测到人类大脑发生的微弱磁场。
论文中提到,不幸的是,冷却这一要求意味着传感器必需封装在一个真空的液氮杜瓦瓶中,和头皮也是坚持间隔的。因而,MEG零碎十分轻巧,传感器的地位也是固定在一个不能挪动的通用头盔中。一旦头部绝对于传感器的地位稍有变化,失掉的数据质量就会明显下降,即便5毫米也动不得。
传统脑磁图设备
传统的275通道脑磁图设备,大约有900斤重,设备是固定、轻巧的,被测试者绝对于固定好的传感器阵列必需坚持运动。
另外,在理想状况中,并不是一切的测试者头部和传感器的间隔都是固定的,这也给测量带来妨碍。成人的这个间隔普通是3厘米,但假如被测人员的头比拟小,比方婴儿等群里,那这个间隔就会添加,磁场就会相应减小,招致可取得的信号变少。
因而,Brookes等人以为,MEG零碎的这些特征使得该技术在包括婴儿在内的很多群体中运用都受限,运用环境要求也是极高。
如何让一切群体都适用,并且不受场所限制,这成为Brookes及其同事开发新零碎原型的中心方向。
3D打印头盔
最终,研讨团队开发了一种被称为OPM-MEG零碎的头盔。该头盔由3D打印而成,分量仅905克,不到2斤,并且能“公家订制”,以此保证传感器(在该原型设计中仅掩盖了右觉得皮层)和每个测试者的头皮外表直接接触。被测试者戴上该头盔后,仍然可以自在地停止头部活动。
OPM-MEG零碎
论文提到,OPM-MEG零碎的中心是光泵磁力仪(OPMs),这是一个依赖于碱金属原子特性的磁场传感器,灵敏度极高,可达±0.01 nT。每个传感器有一个玻璃比色槽,外面含有87Rb(铷),加热至150℃的时分会发生87Rb蒸汽。
虽然外部温度会加热降低,但传感器依旧可以安顿在头皮外表,由于它们的内部外表温度接近体温。
在第一次演示中,研讨团队对测试者右觉得皮层的电生理活动停止了测试。OPM-MEG实验组中,测试者要停止12次实验,6次尽量坚持运动,其他6次做一些自然的头部运动,包括摇头、摇头、伸头和喝水,一台相时机担任追踪头部运动。研讨团队同时还用传统的MEG技术测试了一组静态的对照实验。
在OPM-MEG实验组中,坚持尽量运动时的挪动范围在±1厘米之间,而头部可以运动时,范围会扩展到±10厘米。实验最终显示,即便在头部大幅度运动的状况下,这套可穿戴零碎仍然可以搜集到高保真数据。
研讨人员以为,该新零碎将初次使得婴儿、儿童和有运动妨碍的人群都可以直接测试其脑部活动。并且,测试者将来还可以穿戴该头盔停止社交活动等,不会遭到任何影响。