Průlom ve sledování mozku: Nová metoda 20x zesiluje signál pro měření průtoku krve

Průtok krve mozkem je klíčový pro jeho správné fungování a často bývá narušen při neurologických onemocněních.

Průtok krve mozkem je klíčový pro jeho správné fungování a často bývá narušen při neurologických onemocněních. Pokud se na prokrvenou tkáň posvítí koherentním světlem, detekované skvrny neboli „zrníčka“ světla fluktuují rychlostí úměrnou průtoku krve v objemu vzorkovaném světlem. V mozkové tkáni lze tento princip využít k měření indexu průtoku krve mozkem (CBFi).

Současné metody neinvazivního monitorování mozku u dospělých, souhrnně známé jako difuzní korelační spektroskopie (DCS), dosud dosahovaly omezené citlivosti. Je to způsobeno tím, že mozek leží 1–2 centimetry pod pokožkou hlavy a lebkou, což znamená, že světlo musí nejprve projít povrchovou tkání, než se dostane k mozku. Problém s omezenou citlivostí se dříve řešil posunutím sběrných bodů dále od zdroje světla, což zlepšilo vzorkování mozku. Tato strategie však vyžadovala mnoho kanálů pro počítání fotonů k detekci silně zeslabeného světla, což výrazně zvyšovalo náklady na DCS.

V průlomové studii optimalizoval tým doktorky Mingjun Zhao z New York University Langone Health nový přístup nazvaný interferometrická difuzní vlnová spektroskopie (iDWS). Tato metoda využívá koherentního zesílení slabého optického pole, které se vrací z mozku, silnějším referenčním polem. Interferometrie tak umožňuje standardní CMOS senzoru paralelně měřit slabé koherentní fluktuace světla.

Díky tomuto inovativnímu přístupu dosahuje iDWS dvacetinásobného zesílení signálu při monitorování průtoku krve mozkem a výrazně zvyšuje citlivost na mozkovou tkáň. Tato technologie představuje významný pokrok v neinvazivním sledování mozkové aktivity a potenciálně zlepší diagnostiku a léčbu neurologických poruch.