Los sensores cerebrales cuánticos podrían ser cruciales para detectar la demencia después de que los científicos descubrieran que pueden rastrear las ondas cerebrales
Aikaterini Gialopsou con un escudo magnético donde se toman las medidas de las señales cerebrales de los participantes. Crédito: Universidad de Sussex
Los nuevos sensores cuánticos altamente sensibles para el cerebro podrían en el futuro ser capaces de identificar enfermedades cerebrales como la demencia, la ELA y el Parkinson al detectar una disminución en la velocidad a la que las señales viajan por el cerebro. Los resultados de la investigación de un artículo dirigido por físicos cuánticos de la Universidad de Sussex se publican en Scientific Reports.
Los escáneres cuánticos que están desarrollando los científicos pueden detectar los campos magnéticos generados cuando las neuronas se disparan. Al medir los cambios momento a momento en el cerebro, rastrean la velocidad a la que las señales se mueven por el cerebro. Este elemento de tiempo es importante porque significa que un paciente podría ser escaneado dos veces con varios meses de diferencia para verificar si la actividad en su cerebro se está ralentizando. Tal lentitud puede ser un signo de la enfermedad de Alzheimer u otras enfermedades del cerebro.
De esta manera, la tecnología presenta un nuevo método para detectar biomarcadores de problemas de salud tempranos.
Aikaterini Gialopsou, investigador de doctorado en la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Sussex y la Facultad de Medicina de Brighton y Sussex, es el autor principal del artículo. Ella dice sobre el descubrimiento que «Hemos demostrado por primera vez que los sensores cuánticos pueden producir resultados muy precisos en términos de espacio y tiempo. Mientras que otros equipos han demostrado los beneficios en términos de localización de señales en el cerebro, este es el Es la primera vez que los sensores cuánticos han demostrado ser tan precisos en términos de sincronización de las señales».
«Esto podría ser realmente significativo para los médicos y pacientes preocupados por el desarrollo de trastornos cerebrales».
Se cree que estos sensores cuánticos son mucho más precisos que los escáneres EEG o fMRI, debido en parte al hecho de que los sensores pueden acercarse al cráneo. La mayor proximidad de los sensores al cerebro no solo puede mejorar la resolución espacial, sino también la temporal de los resultados. Esta doble mejora de la precisión tanto en el tiempo como en el espacio es muy significativa, ya que significa que las señales cerebrales se pueden rastrear de formas que son inaccesibles para otros tipos de sensores.
«Es la tecnología cuántica la que hace que estos sensores sean tan precisos, «, explica el profesor Peter Kruger, que dirige el laboratorio de dispositivos y sistemas cuánticos de la Universidad de Sussex. Agrega que «los sensores contienen un gas de átomos de rubidio. Se proyectan rayos de luz láser sobre los átomos, y cuando los átomos experimentan cambios en un campo magnético, emiten luz de manera diferente. Las fluctuaciones en la luz emitida revelan cambios en la actividad magnética. en el cerebro. Los sensores cuánticos tienen una precisión de milisegundos y de varios milímetros».
La tecnología detrás de los escáneres se llama magnetoencefalografía (MEG). La combinación de la tecnología MEG con estos nuevos sensores cuánticos ha desarrollado una forma no invasiva de sondear la actividad en el cerebro. A diferencia de los escáneres cerebrales existentes, que envían una señal al cerebro y registran lo que regresa, MEG mide de forma pasiva lo que ocurre en el interior desde el exterior, lo que elimina los riesgos para la salud asociados actualmente para algunos pacientes con escáneres invasivos.
Actualmente, los escáneres MEG son caros. y voluminosos, lo que dificulta su uso en la práctica clínica. Este desarrollo de la tecnología de sensores cuánticos podría ser crucial para transferir los escáneres de entornos de laboratorio altamente controlados a entornos clínicos del mundo real.
«Es nuestra esperanza con este desarrollo», agrega Gialopsou. «Que al descubrir esta función mejorada de los escáneres cerebrales cuánticos se abre la puerta a nuevos desarrollos que podrían generar una revolución cuántica en la neurociencia. Esto es importante porque, aunque los escáneres están en su infancia, tiene implicaciones para desarrollos futuros que podrían conducir a diagnóstico temprano crucial de enfermedades cerebrales, como ELA, EM e incluso Alzheimer. Eso es lo que nos motiva como equipo».
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Investigadores construyen el primer sensor cerebral cuántico modular, registran señal Más información: Aikaterini Gialopsou et al, Mediciones espacio-temporales mejoradas de campos evocados visualmente usando magnetómetros de bombeo óptico, Científico Informes (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-01854-7 Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por la Universidad de Sussex Cita: Los sensores cerebrales cuánticos podrían ser cruciales para detectar la demencia después de que los científicos encuentren que pueden rastrear las ondas cerebrales (2021, 18 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-quantum-brain-sensors-crucial-dementia.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.