Американские биоинженеры разработали способ сканирования и визуального представления движения крови и объема кислорода в мозге в реальном времени с довольно высоким разрешением, позволяющим одновременно просматривать активность как отдельных сосудов, так и мозга в целом. Пока технология опробована на мышах.
Созданный ими инновационный подход устраняет границы, связанные с разрешением и скоростью в сфере визуализации мозга. Его применение способно расширить понимание механик нервных и сосудистых заболеваний, предотвратить и лечить деменцию, инсульт, помогать в восстановлении после серьезных травм черепа.
В визуализации очень важен баланс — инструменты должны быть одновременно быстрыми и хорошо масштабируемыми, отображая разные виды информации, от единичной артерии до целого мозга.
По отдельности достигнуть этих целей не составляет труда, но совместить их гораздо сложнее. Новый метод получил название фотоакустической микроскопии; он задействует физические свойства звука и света, на выходе предоставляя детальные изображения клеток и тканей.
Суть в том, что лазер направляет свет в интересующую ткань, после чего мгновенно нагреваемая ячейка увеличивается в размере и отправляет к датчику ультразвуковую волну. Метод создан путем сочетания аппаратных достижений и алгоритмов машинного обучения. А для увеличения скорости работы система отправляет большее число лазерных импульсов на большую площадь. Увеличенное разрешение достигается путем работы искусственного интеллекта.
Команда планирует внедрить свой метод для изучения заболеваний мозга, включая деменцию, болезнь Альцгеймера или даже затяжной COVID. Работа была поддержана многочисленными грантами и премиями.