پنجره‌ای به جمجمه؛ برای اولین‌بار محققان از امواج فراصوت برای مشاهده مغز انسان استفاده کردند

محققان از امواج فراصوت (Ultrasound) برای مشاهده درون مغز یک مرد استفاده کردند. برای دستیابی به این شاهکار، محققان قطعه‌ای در جمجمه یک فرد کاشتند که همانند یک پنجره به امواج فراصوت اجازه عبور به مغز را می‌داد. درواقع برای اولین‌بار از تصویربرداری فراصوت برای مشاهده مغز بیمار در خارج از محیط بیمارستان درحالی که سوژه کارهای مختلفی مانند بازی‌کردن ویدیوگیم و نواختن گیتار انجام می‌داد، استفاده شده است.

براساس گزارش Live Science و مقاله منتشرشده در Science، محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی با کاشت یک پروتز درون جمجمه همانند یک پنجره‌ توانستند امواج فراصوت را بدون مانع به درون بافت‌های مغز بفرستند.

این پژوهش کاربردهای مختلفی برای درک بهتر مغز، بهبود بیماری‌های مغزی و امکان اتصال رابط مستقیم بین مغز و یک کامپیوتر دارد. این دستاورد می‌تواند به بیماران این امکان را بدهد که به عنوان مثال، مکان‌نما را روی صفحه کامپیوتر تنها با فکر خود کنترل کنند.

استفاده از امواج فراصوت برای مشاهده مغز

محققان برای درک عمیق مغز و همچنین تعامل مستقیم آن با دستگاه‌های خارجی مانند بازوهای رباتیک و کامپیوترها با موانع زیادی روبه‌رو هستند. مغز، از هر نظر، یک قطعه فوق‌العاده درهم فشرده است. برای دستیابی به حساسیت و وضوح لازم برای دیدن آنچه که مغز انجام می‌دهد، به ابزارهای دقیقی نیاز است. در مدل‌های حیوانی تکنیک‌هایی برای انجام این کار در نواحی کوچک مغز وجود دارد. بااین‌حال، مدیریت این امر در مقیاس بزرگ‌تر (مثلاً در انسان) به دلیل پوشش استخوانی مغز انسان، جمجمه، مشکل‌ساز است.

محققان در پژوهش حاضر برای توسعه قطعه ایمپلنت درون مغز، هشت سال زمان صرف کرده‌اند. مطالعه جدید براساس تحقیقات قبلی در پستانداران غیرانسانی انجام شده است. اکنون دانشمندان درحال آزمایش یافته‌های خود با یک فرد هستند و توانستند از تصویربرداری فراصوت برای نظارت فعالیت‌های عصبی مغز او هنگام انجام یک ویدیوگیم ساده و نواختن گیتار استفاده کنند.

البته محققان با مسائل زیادی روبه‌روهستند. برای مثال یک آسیب مغزی تروماتیک باعث تورم مغز می‌شود. اما اگر بخشی از جمجمه برداشته و اجازه داده شود مغز منبسط گردد و سپس به تدریج به اندازه طبیعی خود بازگردد، می‌توان امیدوار بود مسیر این پژوهش برای درمان بیماران مختلف هموارتر خواهد شد.

ایمپلنت حاضر به‌طورکلی 4 میلی‌متر ضخامت دارد و پنجره‌ روبه‌بیرون آن نیز 2 میلی‌متری است که از طریق آن یک مبدل فراصوت می‌تواند از ناحیه‌ای از مغز به نام قشر جداری خلفی و پشت آن یعنی قشر حرکتی تصویربرداری کند. جمجمه انسان در طول تاریخ مانعی در برابر امواج فراصوت بوده و از ورود آن‌ها به مغز جلوگیری کرده است. به همین دلیل است که در مطالعه جدید، محققان با برداشتن بخشی از جمجمه‌ خواستند که بر این مانع غلبه کنند.