英國(guó)諾丁漢大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)神經(jīng)科學(xué)最新成果——一種自行車(chē)頭盔改造的穿戴式腦掃描系統(tǒng)。該設(shè)備可以讓兒童的腦掃描更簡(jiǎn)單、更可靠，促進(jìn)對(duì)整個(gè)生命周期的腦發(fā)育研究。

　　參與者使用自行車(chē)頭盔穿戴式腦掃描系統(tǒng)。

       腦磁圖是一種通過(guò)大腦產(chǎn)生的弱磁場(chǎng)測(cè)量腦部活動(dòng)的技術(shù)，受檢者需要將頭部置于特別敏感的測(cè)定器中，儀器可測(cè)出顱腦的極微弱的腦磁波，再用記錄裝置把這種腦磁波記錄下來(lái)，形成圖形。這一類的腦掃描技術(shù)可以提供關(guān)于大腦功能的有用信息。

　　然而，大部分掃描儀都是根據(jù)成人進(jìn)行優(yōu)化的，很難監(jiān)控嬰幼兒的腦活動(dòng)。不僅頭部大小存在差異，兒童還比成人更好動(dòng)，這會(huì)影響到最終的掃描質(zhì)量。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，在《自然通訊》上發(fā)表的一篇論文中，英國(guó)諾丁漢大學(xué)研究人員與牛津大學(xué)和UCL的研究人員合作，在自行車(chē)頭盔里安裝了一個(gè)可穿戴腦磁圖設(shè)備。研究團(tuán)隊(duì)在頭盔上固定了一些小型輕便的傳感器，用于追蹤頭部運(yùn)動(dòng)，讓掃描質(zhì)量不會(huì)受到患者運(yùn)動(dòng)的影響。

　　同時(shí)，他們也在論文中展示了他們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)新穎的頭盔設(shè)計(jì)增強(qiáng)了突破性的磁腦電圖（MEG）技術(shù)，而且除了提供一種在整個(gè)生命周期內(nèi)測(cè)量健康大腦功能的新方法之外，它還為研究?jī)和囊幌盗猩窠?jīng)和心理健康狀況（包括癲癇和自閉癥）提供了機(jī)會(huì)。

      腦部掃描儀具有自行車(chē)頭盔設(shè)計(jì)，可簡(jiǎn)化測(cè)量

　　一般來(lái)說(shuō)，腦細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生電流來(lái)進(jìn)行操作和通信，而電流又可以產(chǎn)生在頭部外部檢測(cè)到的微小磁場(chǎng)。研究人員使用MEG測(cè)量這些磁場(chǎng)來(lái)繪制大腦功能圖，這樣就可以實(shí)時(shí)顯示出在執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)大腦的哪些部位處于活動(dòng)狀態(tài)。

　　為了讓成人與兒童都能佩戴自行車(chē)頭盔，諾丁漢大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用非常輕便的新型“量子”傳感器，將能大量減少頭盔的重量，其可以適應(yīng)任何頭部尺寸。因?yàn)樾聜鞲衅骺梢苑胖迷诜浅？拷^部的位置，所以與傳統(tǒng)設(shè)備相比，它們可以拾取的信號(hào)量大大增加。研究人員還開(kāi)發(fā)了特殊的電磁線圈，可以精確控制背景磁場(chǎng)，從而可以在個(gè)人自由移動(dòng)時(shí)對(duì)其進(jìn)行掃描。

　　研究人員補(bǔ)充說(shuō)：“最初的原型掃描儀是定制的3D打印頭盔，換句話說(shuō)，只有一個(gè)人可以使用它。它非常笨重，看上去很?chē)樔恕Ｔ谶@里，我們想對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以便于兒童使用，這意味著我們必須設(shè)計(jì)出更輕巧、更舒適的設(shè)備，但仍需要與量子傳感器進(jìn)行足夠的接觸才能從大腦接收信號(hào)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種新型的自行車(chē)頭盔樣式的設(shè)計(jì)，并且能夠可以成功地分析2歲和5歲孩子在日?；顒?dòng)中的大腦活動(dòng)。

　　測(cè)試中，他們用這個(gè)設(shè)備記錄了2歲和5歲幼童的大腦對(duì)外部接觸的反應(yīng)。兒童可以在家或騎車(chē)時(shí)佩戴一個(gè)同款頭盔，先習(xí)慣一下，從而減少實(shí)際掃描時(shí)的焦慮感。研究人員用該頭盔記錄了一名青少年打電子游戲時(shí)和一名24歲年輕人彈尤克里里時(shí)的腦活動(dòng)，證明該頭盔可以調(diào)節(jié)適應(yīng)各種頭型和尺寸。

　　除了觀察兒童的大腦活動(dòng)之外，研究人員還使用掃描儀檢查了學(xué)習(xí)樂(lè)器的成年人的大腦活動(dòng)。這種情況提供了一種在有人從事自然任務(wù)時(shí)檢查大腦活動(dòng)的方法。這對(duì)于常規(guī)的MEG設(shè)備是不可行的，因?yàn)閺椬鄻?lè)器的動(dòng)作需要頭部和手臂移動(dòng)，而這在以前是不可能的。