Физики впервые зарегистрировали свет, прошедший через череп взрослого человека, преодолев 15,5 см и значительное затухание сигнала. Исследование, опубликованное в Neurophotonics, использовало импульсный лазер и систему детектирования одиночных фотонов с временной корреляцией, фиксирующую около одного фотона в секунду после 30 минут сбора данных. Это достижение открывает перспективы для неинвазивной диагностики глубоких слоев мозга.
В эксперименте лазерные импульсы направлялись на одну сторону головы, а сверхчувствительный детектор на противоположной стороне улавливал выжившие фотоны, прошедшие через кожу, череп, спинномозговую жидкость и мозговую ткань. Компьютерные модели предсказали траектории света, преимущественно через спинномозговую жидкость, что подтвердилось экспериментально. Технология позволила получить данные из борозд, ядер среднего мозга и мозжечка, недоступных для методов вроде fNIRS, проникающих лишь на 4 см.
Клиническое значение исследования заключается в потенциале диагностики подкорковых кровоизлияний и опухолей в условиях, где МРТ недоступна. Однако успех был достигнут только у одного испытуемого со светлой кожей и без волос, что указывает на влияние биологических факторов. Длительное время сбора данных и использование лазеров мощностью 1,2 Вт, близкой к пределам безопасности, требуют доработки для практического применения.
Эта работа закладывает основу для портативных оптических систем, сочетающих глубинное разрешение фМРТ и удобство ЭЭГ. С развитием технологий детектирования и вычислительных методов неинвазивная визуализация мозга может стать более доступной, революционизируя диагностику неврологических расстройств.
#космос #наука #познавательное #технологии
