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Des scientifiques de l’université de Birmingham, ont mis au point un nouveau capteur pour mesurer les faibles signaux magnétiques dans le cerveau, ce qui pourrait permettre de mieux comprendre la connectivité du cerveau et de détecter les signes de traumatismes crâniens, de démence et de schizophrénie.

Un capteur pour détecter la démence et la schizophrénie

Les signaux magnétiques dans le cerveau sont mesurés par magnétoencéphalographie (MEG). Ils sont plus faciles à localiser que les signaux électriques mesurés par EEG, et sont donc susceptibles d’être plus utiles pour des techniques de diagnostic plus précoces et plus précises.
La physicienne Anna Kowalczyk a dirigé une équipe de scientifiques, qui ont conçu un nouveau capteur à magnétomètre à pompage optique (OPM). Ces capteurs, qui sont utilisés dans les laboratoires de MEG, utilisent une lumière polarisée pour détecter les changements d’orientation du spin des atomes lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique.
Ce nouveau capteur est plus robuste pour détecter les signaux du cerveau, et les distinguer du bruit magnétique de fond que les capteurs disponibles dans le commerce. L’équipe a également pu réduire sa taille en retirant le laser de la tête du capteur, et a procédé à d’autres ajustements pour diminuer le nombre de composants électroniques, dans un processus qui réduira les interférences entre les capteurs.
Des tests d’évaluation comparative ont été effectués dans les installations du Centre pour la santé du cerveau humain de l’université de Birmingham, et ont montré de bonnes performances dans des conditions où les autres capteurs ne fonctionnent pas aussi bien. Plus précisément, les chercheurs ont montré que ce  nouveau capteur est capable de détecter les signaux cérébraux en fonction du bruit magnétique de fond, ce qui rend possible les tests MEG en dehors d’une unité spécialisée ou dans un service hospitalier.

Un capteur plus efficace que tous les autres

Le Dr Anna Kowalczyk a commenté : « les capteurs MEG existants doivent être à une température constante et fraîche, ce qui nécessite un système de refroidissement à l’hélium très encombrant, ce qui signifie qu’ils doivent être disposés dans un casque rigide qui ne s’adaptera pas à toutes les tailles et formes de tête. Ils nécessitent également un environnement à champ magnétique nul, pour capter les signaux du cerveau. Des tests ont démontré que notre capteur ne nécessite pas ces conditions. Ses performances surpassent celles des capteurs existants, et il peut faire la différence entre les champs magnétiques de fond et l’activité cérébrale ».
Les chercheurs s’attendent à ce que ces capteurs plus robustes étendent l’utilisation de la MEG au diagnostic et au traitement, et ils travaillent avec d’autres instituts de l’université pour déterminer quels domaines thérapeutiques bénéficieront le plus de cette nouvelle approche.
Le professeur Ole Jensen, neuroscientifique a commenté : « nous savons qu’un diagnostic précoce améliore les résultats et cette technologie pourrait permettre de détecter les premiers changements de l’activité cérébrale pour des conditions telles que la schizophrénie, la démence et le TDAH. Elle a également une pertinence clinique immédiate, et nous travaillons déjà avec les cliniciens de l’hôpital Queen Elizabeth pour étudier son utilisation, pour localiser le site de lésions cérébrales traumatiques ».

Une demande de brevet

Les chercheurs sont maintenant à la recherche de partenariats commerciaux et de recherche, qui permettront d’améliorer les diagnostics des lésions neurologiques, des troubles neurologiques tels que la démence et des troubles psychiatriques tels que la schizophrénie.  L’Université de Birmingham Enterprise, a déposé une demande de brevet couvrant la conception de ce nouveau capteur et son utilisation dans les équipements de diagnostic médical.
Cette recherche a été publiée dans NeuroImage.
Source : University of Birmingham
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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