Физики и врачи из MIT создали Connectome 2.0 — ультрасовременный МРТ-сканер, способный визуализировать нейронные цепи мозга на чуть ли не нано-уровне. Благодаря своей уникальной конструкции, новая система в пять раз превосходит существующие модели по градиентной производительности. Это позволяет учёным и медикам с высокой точностью картировать тонкие проводящие пути белого вещества и изучать размеры клеток и аксонов с разрешением до единиц микрон.
Статья о Connectome 2.0 опубликована на сайте Nature Biomedical Engineering. Новый сканер обещает значительно углубить наше понимание связи между структурой и функциями мозга.
Физика диффузионной МРТ основана на движении молекул воды внутри клеток и волокон. Сканер фиксирует эти процессы, создавая детальную картину тканей.Connectome 1.0 впервые позволил изучить клетки и аксоны в мозге с разрешением до нескольких микрон, но даже этого было недостаточно для тонких аксонов.
Connectome 2.0 - это улучшенная версия с трехслойной катушкой для головы, которая достигает градиента 500 мТ/м и скорости 600 Т/м/с. Это снижает стимуляцию нервов на 41% и повышает чувствительность сканера. Система имеет 72-канальную катушку для исследований живых людей и 64-канальную для образцов. Каждая включает систему мониторинга магнитного поля, что помогает избежать артефактов.
Connectome 2.0 также улучшает сигнал/шум, сокращая время эха, что позволяет видеть тонкие межполушарные тракты диаметром менее 2 мм. Разрешение сканера улучшилось на 40%, что точнее оценивает размеры аксонов и клеток.
Сверхсильные градиенты Connectome 2.0 уменьшают ошибки при изучении мозга, открывая возможности для персонализированной нейромодуляции у пациентов с психическими расстройствами. Технология также позволяет неинвазивно исследовать ткани с клеточной точностью, что важно для ранней диагностики и мониторинга заболеваний.
Однако у системы пока есть ограничения: шлем подходит только для маленьких голов, используются только структурные изображения, а нелинейности градиента выше, чем у предыдущих версий. Тем не менее, Connectome 2.0 — это важный шаг вперед в нейровизуализации.