Σχιζοφρένεια, Πάρκινσον, επιληψία: Αυτές και άλλες νευρολογικές παθήσεις δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί πλήρως. Το νέο κέντρο OPM-MEG, το οποίο εγκαινίασε σήμερα το πανεπιστημιακό νοσοκομέιο του Βερολίνου "Charité" – σε συνεργασία με το Φυσικοτεχνικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο (PTB) υπόσχεται μια σειρά νέων ευρημάτων.

 Για πρώτη φορά, οι λεγόμενοι αισθητήρες OPM, που μετρούν τα μικροσκοπικά μαγνητικά πεδία του ανθρώπινου εγκεφάλου, χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα στην κλινική έρευνα. Το κέντρο είναι ένα παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η πιο πρόσφατη κβαντική μετρολογία εφαρμόζεται στην ιατρική και προωθείται η μεταφορά τεχνολογίας.

Όταν οι νευρώνες του εγκεφάλου ενεργοποιούνται, ρέουν μικροσκοπικά ρεύματα. Τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται, μπορούν να μετρηθούν με τη βοήθεια ειδικών κβαντικών αισθητήρων. Η διαδικασία ονομάζεται μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG) και παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τις λειτουργίες του εγκεφάλου.

Έτσι, για παράδειγμα, μπορούν να διαβαστούν οι εγκεφαλικοί ρυθμοί που εμπλέκονται στις κινητικές διαταραχές του Πάρκινσον ή που παίζουν σημαντικό ρόλο στις ψυχώσεις.

Ένας νέος τύπος κβαντικών αισθητήρων είναι τα οπτικά αντλούμενα μαγνητόμετρα (OPM). Αυτά επιτρέπουν την καταγραφή των εγκεφαλικών σημάτων σε θερμοκρασία δωματίου με έναν μέχρι τώρα ανεπανάληπτο συνδυασμό μέτρησης σε πραγματικό χρόνο και υψηλής χωρικής ανάλυσης.

Σε αντίθεση με τους μέχρι τώρα συνηθισμένους αισθητήρες, οι οποίοι έπρεπε να ψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, οι αισθητήρες OPM έρχονται σε άμεση επαφή με το κεφάλι. Έτσι, είναι κατάλληλοι και για ασθενείς που κινούνται, όπως παιδιά ή άτομα με νόσο του Πάρκινσον.

Συγκεντρωμένη εμπειρογνωμοσύνη

Για να αξιοποιήσουν τις πολλά υποσχόμενες δυνατότητες της νέας τεχνολογίας, το Charité και το PTB έχουν πλέον δημιουργήσει ένα κέντρο OPM-MEG στον πανεπιστημιακό χώρο Charité Mitte, δηλαδή όσο το δυνατόν πιο κοντά στους ασθενείς.

Με αυτόν τον τρόπο, οι δύο εταίροι συνδυάζουν την αντίστοιχη εμπειρογνωμοσύνη τους: Το PTB, με τη μακροχρόνια εμπειρία του στον τομέα των βιομαγνητικών μετρήσεων με κβαντικούς αισθητήρες και την απαραίτητη θωράκιση, θα είναι υπεύθυνο για το σύνολο της τεχνολογίας μέτρησης και την περαιτέρω ανάπτυξή της.

Το Charité θα τη χρησιμοποιήσει για την έρευνα στον τομέα των νευρολογικών μηχανισμών και των ψυχιατρικών διαταραχών, καθώς και για κλινικές μελέτες σε μεγαλύτερες ομάδες ασθενών. Η συνδυασμένη εμπειρογνωμοσύνη δίνει στο κέντρο τη δυνατότητα να γίνει μια κορυφαία εγκατάσταση για την κατανόηση, την αναγνώριση και τη θεραπεία ψυχιατρικών και νευρολογικών διαταραχών. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία μέτρησης OPM θα αναπτυχθεί περαιτέρω για ευρύτερη κλινική εφαρμογή.

Την καρδιά του κέντρου αποτελεί η τελευταία γενιά ενός συστήματος OPM ολόκληρου του κεφαλιού με 96 αισθητήρες OPM, το οποίο χρηματοδοτήθηκε χάρη σε μια επιχορήγηση της Γερμανικής Κοινότητας Έρευνας (DFG).

Το Charité ανέλαβε τα έξοδα κατασκευής, ενώ το PTB παρέχει και λειτουργεί την καμπίνα με μαγνητική θωράκιση που χρηματοδοτήθηκε από την γερμανική κυβέρνηση.

Τα αδύναμα μαγνητικά σήματα του ανθρώπινου εγκεφάλου μπορούν να μετρηθούν μόνο αν προστατευθούν προσεκτικά από εξωτερικά μαγνητικά πεδία, όπως αυτά της γης ή ενός ICE που περνάει κοντά. Στη νέα καμπίνα επιτυγχάνεται ο μέγιστος δυνατός παράγοντας θωράκισης με την ελάχιστη δυνατή χρήση υλικών.

Βελτίωση της κβαντικής αισθητηρικής, περαιτέρω ανάπτυξη των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή

Το νέο κέντρο θα χρησιμοποιείται από ερευνητικές ομάδες και των δύο ιδρυμάτων.

Οι επιστήμονες του PTB επικεντρώνονται στην έρευνα στον τομέα της κβαντικής αισθητηρολογίας, στην εφαρμογή αξιόπιστης κβαντικής μετρολογίας και στην επιτάχυνση της τεχνολογικής ανάπτυξης.

Οι ερευνητές του Charité, για παράδειγμα, θέλουν να εντοπίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις επιληπτικές εστίες στον εγκέφαλο, ιδίως σε παιδιά, προκειμένου να διευκολύνουν τη χειρουργική τους αφαίρεση. Στο νέο κέντρο θα προωθηθεί επίσης η ανάπτυξη σύγχρονων διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή, οι οποίες, μεταξύ άλλων, αποσκοπούν στη βελτίωση της κινητικότητας των ατόμων με αναπηρίες.

Προκειμένου να επιταχυνθεί η πολύπλοκη μεταφορά τεχνολογίας στον τομέα της βιοϊατρικής της κβαντικής τεχνολογίας, προγραμματίζονται ερευνητικές συνεργασίες με άλλους συνεργαζόμενους φορείς από τον χώρο της επιστήμης και της οικονομίας.

Τέλος, νεοσύστατες εταιρείες θα μπορούν να χρησιμοποιούν το κέντρο και να επωφελούνται από τη διασφάλιση ποιότητας και την επικύρωση τεχνολογίας. 

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ι. Βαρδακαστάνης: Το αναπηρικό κίνημα συνεχίζει να αγωνίζεται και να διεκδικεί
Ενδυνάμωση των ασθενών: Καμπάνια ευαισθητοποίησης για την ενίσχυση υιοθέτησης της περιτοναϊκής κάθαρσης στην Ελλάδα
Πνευμονία: Βακτηριακό ένζυμο είναι πιθανό να προκαλεί μοιραίες καρδιακές επιπλοκές [μελέτη]