ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Новое направление в исследовании мозга человека из "Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм" Начавшееся в конце 60-х годов исследование биомагнетизма сопровождалось непрерывным усовершенствованием методики измерений и магнитометрической аппаратуры. Шедший параллельно прогресс в технологии производства сквидов и улучшение их чувствительности позволяли переходить к изучению все более слабых и сложных по структуре биомагнитаых сигналов. Вводились в строй новые магнитноэкранированные комнаты, обеспечивающие возможность проведения более разнообразных и тонких биомагнитных измерений. Стремительно росло число исследовательских групп, работающих в области биомагнетизма, которые по необходимости были весьма разносторонними по своему профессиональному составу. В них совместно и с интересом работали и работают физики и математики, инженеры и врачи, физиологи и психологи, движимые энтузиазмом пионеров в новой, быстро развивающейся области науки. Главный объект исследования здесь - человек, но подход к его изучению характеризуется привнесенной из естественных наук строгостью методик и постановки задач. [c.116] Такова общая характеристика биомагнитных исследований, когда стало возможным экспериментально изучать самые слабые (во всяком случае из пока известных) магнитные сигналы, создаваемые организмом человека. Эти сигналы вызываются активностью нервной системы и, чго наиболее важно, головного мозга. Поскольку уже первый этап магнитных исследований мозга показал несомненную перспективность метода и имея в виду особую значимость головного мозга, это направление особо выделяют из общего русла биомагнетизма под названием нейро магнетизм. [c.116] Перед наукой о мозге стоит много фундаментальных проблем (таких как сущность восприятия, различие между сознаваемым и неосознаваемым, природа памяти, функция сна) и прикладных клинических задач. Это очень обширная и еще далекая от сколько-нибудь стройной упорядоченности область исследований, в которой уже получено много фундаментальных результатов, но, по-видимому, еще больше предстоит найти. Само знакомство с проблематикой представляет собой непростую задачу. Читателю-физику как введение в науку о мозге можно предложить книги Бехтеревой [208], Прибрама [209], Роуза [210], Шаде и Форда [211]. Хороший и достаточно популярный обзор дан в [212]. [c.117] Последнее десятилетие характеризуется вторжением современных физических методов и аппаратуры в исследовательские лаборатории и нейрохирургические клиники, причем методов, не требующих хирургических вмешательств, как говорят, неразрушающего контроля работы мозга. Это и компьютерная томография, позволяющая путем просвечивания тела тонкими пучками рентгеновских лучей во многих направлениях и последующего обсчета на ЭВМ всей совокупности сигналов для каждого направления восстановить трехмерную картину распределения плотности, т.е. рентгеновский образ тела [213]. Распространение получает метод ЯМР-интроскопии (цойгматографии), позволяющий по магнитному ядерно-резонансному поглощению телом радиоволн в градиентных магнитных полях путем, опять-таки, обсчета очень большого числа отдельных измерений получить трехмерную картину распределения атомов, точнее, ядер определенного типа с резонирующим спином в этом теле [214]. Еще один метод заключается во введении в организм, например путем инъекции, химических веществ, содержащих изотоп, который, распадаясь, излучает гамма-кванты. Применяя множество детекторов излучения, можно по распределению направлений вылета гамма-квантов установить трехмерную картину тех областей в биообъекте, где происходит химическое связывание веществ, содержащих позитронно-активную метку, — это метод создания позитронных изображений [215]. Такими способами можно определить индивидуальные особенности строения мозга, распределение веществ и активность химических процессов, но не картину электрических явлений в мозге, лежащих в основе его функционирования. [c.117] Появление сквид-магнитометров знаменует новый этап в решении этой проблемы. Магнитный датчик реагирует непосредственно на токи, протекающие в мозге, т.е. пространственное распределение и временная зависимость магнито энцефалографических сигналов прямо отражают внутреннюю электрическую активность мозга, практически не искаженную влиянием черепа. Это следует из общих свойств магнитных полей, создаваемых источниками в проводящем теле сферической формы (см. 4.1). Концентрические неоднородности электропроводности в виде спинномозговой жидкости, черепа и скальпа никак не влияют на величину и распределение магнитного поля вне тела. Это нетривиальный факт, так как замена однородного шара на шар с концентрическими неоднородностями искажает распределение токов в шаре и тем самым изменяет вид электро граммы, снимаемой с его поверхности, но это измененное распределение токов, тем не менее, дает то же магнитное поле, чго и в однородном случае. [c.119] Магнито энцефалография принципиально отличается от электроэнцефалографии тем, что датчики поля не требуют крепления к голове и поэтому их можно перемещать на требуемое расстояние. [c.120] До недавнего времени, когда сквиды были еще редкостью и об одновременном использовании нескольких датчиков не было и речи, только перемещение приемной петли сквид-магнитометра позволяло производить запись распределения поля вокруг головы. Такой способ съемки распределения поля - это кропотливое, длительное и трудоемкое занятие, и набор точек измерения выбирался с учетом особенностей конкретного вида активности, регистрируемой в данном эксперименте. Зачастую набор был случайным и определялся удобством установки измерительного прибора относительно головы. [c.122] И все-таки одноточечные приборы явно не отвечают все возрастающим потребностям МЭГ. Необходимость ускорения процедуры съемки нейромагнитных полей и повышение ее точности требуют применения многоточечных систем магнитоэнцефалографии, отвечающих потребностям исследования именно головного мозга человека. [c.123] При ориентации на многоточечные системы магнитоэнцефалографии проблемой, аналогичной введению системы крепления электродов для ЭЭГ, будет унификадия конструируемых приборов по расположению и типу магнитометрических датчиков — собственно сквидов или приемных петель трансформаторов потока. Существенным будет установление их оптимального расположения, ориентации, числа, а также возможности и необходимости перемещений (или жесткой фиксации) всего прибора относительно головы. Предстоит выяснить возможность использования нескольких приборов, в каждом из которых есть набор закрепленных датчиков. С учетом векторной природы магнитных полей выбор вариантов представляется почти необозримым. [c.123] Вернуться к основной статье