Nouveau scanner cérébral de type «casque de vélo» utilisé pour la première fois avec des enfants

Nouveau scanner cérébral de type «casque de vélo» utilisé pour la première fois avec des enfants

Les plus jeunes enfants sont numérisés à l’aide du scanner de style casque MEG. Crédit: Professeur Rebeccah Slater, co-auteur de l'article.

Un nouveau scanner cérébral de type «casque de vélo» portable, qui permet un mouvement naturel lors de la numérisation, a été utilisé pour la première fois dans une étude avec de jeunes enfants. Cela marque une étape importante dans l'amélioration de notre compréhension du développement du cerveau chez les enfants.

Dans un article publié dans Nature Communications, des chercheurs du centre d'imagerie Sir Peter Mansfield de l'université de Nottingham, travaillant en collaboration avec des chercheurs de l'université d'Oxford et de l'UCL, démontrent comment ils ont amélioré leur technologie révolutionnaire de magnétoencéphalographie (MEG) avec un casque innovant qu'ils ont utilisé mesurer l'activité cérébrale chez les jeunes enfants engagés dans des activités naturelles.

En plus de fournir un nouveau moyen de mesurer le fonctionnement du cerveau en bonne santé tout au long de la vie, il offre également la possibilité d'étudier toute une gamme de problèmes de santé neurologiques et mentaux chez les enfants, y compris l'épilepsie et l'autisme.

Les cellules du cerveau fonctionnent et communiquent en produisant des courants électriques. Ces courants génèrent de minuscules champs magnétiques pouvant être détectés à l'extérieur de la tête. Les chercheurs utilisent MEG pour cartographier les fonctions cérébrales en mesurant ces champs magnétiques. Cela donne une image milliseconde par milliseconde des parties du cerveau qui sont impliquées lorsque nous exécutons différentes tâches, telles que parler ou se déplacer.

Technologie quantique portable

Ryan Hill, le doctorat Un chercheur qui a dirigé cette nouvelle étude a déclaré: "Les fondements de la cognition humaine sont posés au cours des premières décennies de la vie, mais il y a toujours eu des moyens limités pour les étudier en raison des restrictions imposées par la technologie du scanner cérébral. Un problème particulier a toujours été le mouvement et le fait que les grands scanners fixes traditionnels ont toujours obligé les patients à rester complètement immobiles. Non seulement cet échec donne-t-il une image précise du cerveau fonctionnant dans un environnement naturel, mais il impose également de sévères restrictions quant aux personnes pouvant être scannées avec des enfants représentant le plus grand défi. "

Nouveau scanner cérébral de type «casque de vélo» utilisé pour la première fois avec des enfants

Jeune enfant ayant MEG scanner cérébral tout en interagissant avec maman. Crédit: Prof. Rebeccah Slater, co-auteur du document.

L'équipe de recherche à Nottingham a résolu ce problème en utilisant de nouveaux capteurs «quantiques» très légers. Cela signifie que la technologie MEG, qui nécessite traditionnellement un ordinateur d'une taille unique, est réduite à un casque de 500 g pouvant s'adapter à toutes les tailles de tête. Comme les nouveaux capteurs peuvent être placés très près de la tête, la quantité de signal qu’ils peuvent capter est considérablement augmentée par rapport à un équipement classique (ce qui nécessite que les capteurs soient maintenus très froids (-269 degrés) et donc loin de la tête). . L’équipe de recherche a également mis au point des bobines électromagnétiques spéciales qui permettent un contrôle précis des champs magnétiques d’arrière-plan, permettant ainsi aux individus d’être balayés pendant qu’ils se déplacent librement.

Ryan poursuit: "Le prototype du scanner était un casque imprimé 3D conçu sur mesure – en d’autres termes, il ne pouvait être utilisé que par une seule personne. Il était très lourd et assez effrayant à regarder. Nous voulions ici l’adapter pour l’utiliser avec enfants, nous avons donc dû concevoir quelque chose de beaucoup plus léger et confortable, tout en permettant un bon contact avec les capteurs quantiques pour capter les signaux du cerveau. Nous avons conçu et construit un nouveau style de casque de vélo et nous avons pu utiliser Analyser avec succès l'activité cérébrale d'un enfant de 2 et 5 ans alors qu'il se livrait à une activité quotidienne, en regardant la télévision pendant que sa mère lui caressait les mains, lui permettant de se déplacer et d'agir naturellement tout en agissant de la sorte. montrer que le système est également applicable aux enfants plus âgés, nous l'avons utilisé, avec un casque plus grand, pour scanner un adolescent jouant à un jeu d'ordinateur. "

Application dans le monde réel

En plus d'examiner l'activité cérébrale des enfants, les chercheurs ont utilisé le nouveau scanner pour examiner l'activité cérébrale chez un adulte apprenant un instrument de musique – ce scénario fournit un moyen d'examiner activité cérébrale alors que quelqu'un accomplissait une tâche naturelle, mais était impensable avec un équipement MEG classique, car jouer de l'instrument nécessite un mouvement de la tête et des bras, ce qui n'était pas possible auparavant.

Le professeur Matthew Brookes, qui dirige la recherche sur le MEG à l'Université de Nottingham, a déclaré: "Cette étude est une étape extrêmement importante pour que le MEG puisse être utilisé dans un environnement clinique, démontrant ainsi qu'il présente un réel potentiel d'utilisation chez l'enfant. Le défi maintenant est d’élargir cela davantage, en réalisant les avantages théoriques tels que haute sensibilité et la résolution spatiale, et affiner la conception et la fabrication du système, l’éloignant du laboratoire pour le transformer en produit commercial. "

Le professeur Richard Bowtell, directeur du centre d'imagerie Sir Peter Mansfield, qui a également participé à la recherche, a déclaré: "Il s'agit d'un développement vraiment excitant qui nous conduit vers une cerveau Technologie MEG pouvant être utilisée chez les adultes et Enfants. La collaboration avec une équipe interdisciplinaire de chercheurs de trois universités a été la clé du succès de ce travail. "


Un nouveau scanner cérébral portable permet aux patients de bouger librement pour la première fois


Plus d'information:
Un outil d'imagerie cérébrale fonctionnelle avec conformité à la durée de vie, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-12486-x , https://nature.com/articles/s41467-019-12486-x

Fourni par
Université de Nottingham

Citation:
                                                 Nouveau scanner cérébral de type «casque de vélo» utilisé pour la première fois avec des enfants (5 novembre 2019)
                                                 récupéré le 5 novembre 2019
                                                 à partir de https://medicalxpress.com/news/2019-11-bike-helmet-style-brain-scanner.html

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Source

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