טכנולוגיה חדשה המשתמשת בגלי אור לא מזיקים למדידת פעילות במוחם של תינוקות סיפקה את התמונה המלאה ביותר עד כה של תפקודי מוח כמו שמיעה, ראייה ועיבוד קוגניטיבי מחוץ לסורק מוח מגביל רגיל, במחקר חדש בראשות חוקרים ב-UCL. ובירקבק.
כיסוי ראש הדמיית המוח הלביש, שפותח בשיתוף עם UCL ספין-אאוט Gowerlabs, מצא פעילות בלתי צפויה בקליפת המוח הקדם-מצחית, אזור במוח שמעבד רגשות, בתגובה לגירויים חברתיים, שנראה היה מאשר שתינוקות מתחילים לעבד את מה שיש קורה להם במצבים חברתיים כבר בגיל חמישה חודשים.
הטכנולוגיה העדכנית ביותר הזו יכולה למדוד פעילות עצבית על פני כל השטח החיצוני של מוחו של תינוק. גרסה קודמת שפותחה על ידי אותו צוות יכלה למדוד פעילות רק בחלק אחד או שניים של מוחו של תינוק בכל פעם.
החוקרים אומרים שטכנולוגיה זו יכולה לעזור למפות את הקשרים בין אזורי מוח שונים ולקבוע מה מבדיל בין התפתחות נוירופית טיפוסית ולא טיפוסית בשלבים המוקדמים של הילדות ולשפוך אור על מצבים של מגוון נוירו-גיוון כמו אוטיזם, דיסלקציה והפרעות קשב וריכוז.
הפיתוח של המכשיר החדש ותוצאות הבדיקות המוקדמות מתועדות במחקר חדש, שפורסם ב הדמיה מדעי המוחויוצג בפסטיבל המדע הבריטי בשבת 14 בספטמבר.
ד"ר ליאם קולינס-ג'ונס, המחבר הראשון של המחקר מ-UCL Medical Physics & Biomedical Engineering ואוניברסיטת קיימברידג', אמר: "בעבר פיתחנו גישת הדמיה לבישה שיכולה למפות פעילות באזורים ספציפיים במוח.
"אבל זה הקשה על קבלת תמונה מלאה מכיוון שיכולנו להתמקד רק באזור אחד או שניים בבידוד, בעוד שבמציאות חלקים שונים במוח עובדים יחד בעת ניווט בתרחישים בעולם האמיתי.
"השיטה החדשה מאפשרת לנו לצפות במה שקורה על פני כל פני המוח החיצוניים הנמצאים בבסיס הקרקפת, וזה צעד גדול קדימה. היא פותחת אפשרויות לזהות אינטראקציות בין אזורים שונים ולזהות פעילות באזורים שאולי לא ידענו שהם נראים. בעבר.
"תמונה שלמה יותר זו של פעילות מוחית יכולה לשפר את ההבנה שלנו לגבי אופן פעולתו של מוח התינוק בזמן שהוא מקיים אינטראקציה עם העולם הסובב, מה שיכול לעזור לנו לייעל את התמיכה בילדים עם מגוון עצבים בשלב מוקדם בחיים."
זו הפעם הראשונה בה נמדדו הבדלים בפעילות על פני אזור כה רחב במוח בתינוקות באמצעות מכשיר לביש, כולל חלקים במוח המעורבים בעיבוד קול, ראייה ורגשות.
הטכנולוגיה שפותחה ונבדקה במחקר זה מהווה קפיצת מדרגה לקראת הבנה טובה יותר של התהליכים המוחיים העומדים בבסיס ההתפתחות החברתית, שלא הצלחנו לצפות בהם בעבר, מחוץ לגבולות המגבילים מאוד של סורק MRI.
עם זה אנחנו אמורים להיות מסוגלים לראות מה קורה במוחם של תינוקות בזמן שהם משחקים, לומדים ומתקשרים עם אנשים אחרים בצורה מאוד טבעית".
פרופסור אמילי ג'ונס, מחברת המחקר מבירקבק, אוניברסיטת לונדון
המכשיר החדש נוסה על שישה עשר תינוקות בגילאי חמישה עד שבעה חודשים. כשהם לובשים את המכשיר, התינוקות ישבו על ברכי הוריהם והוצגו להם סרטונים של שחקנים שרים שירים לתינוקות כדי לחקות תרחיש חברתי, וסרטונים של צעצועים נעים, כמו כדור שמתגלגל במורד רמפה, כדי לחקות תרחיש לא חברתי.
החוקרים צפו בהבדלים בפעילות המוח בין שני התרחישים. בנוסף לממצאים הבלתי צפויים בקליפת המוח הפרה-פרונטלית שנצפו בתגובה לגירויים חברתיים, החוקרים מצאו כי הפעילות הייתה יותר מקומית בתגובה לגירויים חברתיים בהשוואה לגירויים לא חברתיים, דבר המאמת ממצאים קודמים ממחקרי הדמיה אופטית ו-MRI.
נכון לעכשיו, הדרך המקיפה ביותר לראות מה קורה במוח האנושי היא באמצעות הדמיית תהודה מגנטית (MRI), הכוללת את הנבדק שוכב בשקט מאוד בתוך הסורק למשך 30 דקות או יותר.
החיסרון של גישה זו הוא שקשה לחקות תרחישים טבעיים, כמו אינטראקציה עם אדם אחר או ביצוע מטלה, במיוחד עם תינוקות שיצטרכו לישון או לרסן כדי ש-MRI ידמיין בהצלחה את פעילות המוח שלהם.
כדי לעזור להתגבר על כך, צוות חוקרים זה השתמש בשנים האחרונות בצורה של הדמיה אופטית, הנקראת טומוגרפיה אופטית מפוזרת בצפיפות גבוהה (HD-DOT), כדי לפתח מכשירים לבישים המסוגלים לחקור את פעילות המוח באופן טבעי יותר. לטכנולוגיה יש גם יתרון שהיא זולה וניידת יותר מ-MRI.
במחקר החדש פיתחו החוקרים שיטת הדמיה אופטית HD-DOT המסוגלת לסרוק את כל ראשו של התינוק.
המכשיר ששימש במחקר הותאם ממערכת מסחרית שפותחה על ידי Gowerlabs, חברת ספין-אאוט של UCL שנוסדה ב-2013 על ידי חוקרים ממעבדת המחקר האופטיקה הביו-רפואית של UCL.
ד"ר רוב קופר, מחבר בכיר של המחקר מ-UCL פיזיקה והנדסה ביו-רפואית, אמר: "מכשיר זה הוא דוגמה מצוינת למחקר אקדמי ופיתוח טכנולוגי מסחרי הפועלים יד ביד.
"שיתוף הפעולה רב השנים בין UCL ו-Gowerlabs, יחד עם השותפים האקדמיים שלנו, היה בסיסי לפיתוח טכנולוגיית HD-DOT לבישה."
ד"ר קולינס-ג'ונס ירצה על המחקר הזה בפסטיבל המדע הבריטי ביום שבת ה-14 בספטמבר בשעה 13:00.
