Sensor óptico MEG detecta las ondas cerebrales débiles

El nuevo sensor, desarrollado en la Universidad de Birmingham (UB; Reino Unido), se basa en un magnetómetro de bombeo óptico (OPM) que utiliza una técnica de rotación magnetoóptica no lineal (NMOR); la luz polarizada se utiliza para detectar cambios en la orientación del giro del átomo cuando se expone a un campo magnético. El cabezal del sensor, que contiene solo elementos ópticos, no ferrosos, está conectado a un módulo que contiene todos los componentes electrónicos ubicados fuera de la sala blindada magnéticamente para reducir aún más la comunicación cruzada.

Usando el sensor OPM, los investigadores pudieron detectar campos evocados auditivos en un campo de fondo de 70 nT, lo que sugiere que se podría usar para pruebas de MEG fuera de una unidad especializada, o incluso en una sala de hospital. Cuando se comparó con los sensores de dispositivos de interferencia cuántica superconductores (SQUID) convencionales, el desempeño fue comparable. Los investigadores demostraron además que el sensor OPM podía detectar modulaciones de oscilación cerebral en la banda alfa. El estudio fue publicado el 24 de octubre de 2020 en la revista NeuroImage.

“Los sensores MEG existentes deben estar a una temperatura fría constante y esto requiere un sistema de enfriamiento de helio voluminoso, lo que significa que se deben colocar en un casco rígido que no se ajusta a todos los tamaños y formas de cabeza. También requieren un entorno de campo magnético cero para captar las señales cerebrales”, dijo la autora principal, Anna Kowalczyk, PhD. “Las pruebas demostraron que nuestro sensor autónomo no requiere estas condiciones. Su desempeño supera a los sensores existentes y puede discriminar entre los campos magnéticos de fondo y la actividad cerebral”.

“Sabemos que el diagnóstico temprano mejora los resultados y esta tecnología podría proporcionar la sensibilidad para detectar los primeros cambios en la actividad cerebral en condiciones como la esquizofrenia, la demencia y el THDA”, dijo el coautor del estudio, el profesor Ole Jensen, PhD, codirector de la Centro de Salud del Cerebro Humano de la UB. “También tiene relevancia clínica inmediata, y ya iniciamos trabajos con los médicos del hospital Reina Isabel para investigar su uso en la identificación de los sitios de las lesiones cerebrales traumáticas”.

Los sistemas MEG se han basado tradicionalmente en magnetómetros muy sensibles, sensores criogénicos que detectan los pequeños campos magnéticos extracraneales generados por la corriente sincronizada en los conjuntos neuronales. Los sensores cuánticos no criogénicos más nuevos se basan en OPM. Esto permite obtener una imagen milisegundo a milisegundo de qué partes del cerebro están involucradas cuando se realizan diferentes tareas, como hablar o moverse.

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Universidad de Birmingham