ساخت دستگاه تصویربرداری مادون قرمز مغز در مشهد

به گزارش برنا؛ دکتر جواد صفایی گفت: با طراحی و ساخت این دستگاه، امکان تجزیه و تحلیل کمّی عملکردهای مختلف مغز شامل حافظه کاری، تصمیم گیری، طرح ‌ریزی، توجه و حل مسئله حین انجام تکالیف شناختی برای محققان فراهم شد.

وی ادامه داد: دستگاه ثبت تصویربرداری طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS ) برای مانیتورینگ فعالیت همودینامیک مغز توسط یک تیم تحقیقاتی فنی و مهندسی با حمایت ستاد توسعه علوم و فنآوری‌ های شناختی برای توسعه و پیشرفت این گونه فنآوری‌ها در دانشگاه فردوسی مشهد به مرحله ساخت رسید.

عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد گفت: این دستگاه دارای تکنولوژی تصویربرداری نوری است که می‌تواند پاسخ‌های همودینامیک مرتبط با فعالیت عصبی در مغز یا بافت عضلات را اندازه گیری نماید.

وی افزود: محققان در این تلاش تحقیقاتی توانستند دستگاه بسیار حساس، دقیق و قابل اتکا برای تصویربرداری نوری از مغز به روش طیف‌ نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS ) را بر پایه فعالیتهای انجام شده در اروپا طراحی نمایند.

دکتر صفایی ادامه داد: این دستگاه به آسانی و به صورت همزمان می‌تواند با دیگر دستگاهها مانند EEG، ECG که در نوار مغزی استفاده می‌شود همراه با دستگاه ردیابی چشم، تنفس، فشار خون و دیگر فعالیت‌ها مورد استفاده قرار گیرد تا بتوان ارزیابی جامع‌تری از فعالیت مغز انسان به دست آورد.

وی با بیان اینکه انعطاف پذیری فراهم شده توسط این تکنولوژی برای طراحی مطالعاتی در محیط واقعی زندگی افراد، یکی از نقاط قوت و قابل توجه آن است گفت: این روش، میزان جذب نور در طیف مادون قرمز نزدیک (۷۰۰ تا ۹۰۰ نانومتر) توسط هموگلوبین اکسیژنه و دی اکسیژنه موجود در خون را اندازه گیری کرده و مشابه با تصویر برداری تشدید مغناطیسی کارکردی طیف نگاری مادون قرمز نزدیک (fMRI)، اطلاعات مهمی در مورد فعالیت کارکرد مغز فراهم می‌نماید.

استادیار گروه آموزشی مهندسی برق دانشگاه فردوسی مشهد افزود: در این روش، پرتو نور به سطح پوست تابانده می‌شود و با توجه به ضرایب جذب و پراکنش بافت، بخشی از فوتون­ های نور تابیده شده جذب و بخشی نیز پخش می‌شوند و با اندازه‌گیری تغییرات در مشخصه‌های امواج نوری بازگشتی از بافت مورد نظر، می‌توان تغییرات غلظت کروموفورها در بافت مغز یا عضله و در نتیجه رفتار همودینامیک آن را ارزیابی کرد.

وی ادامه داد: تکنولوژی طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS ) موج پیوسته، تغییرات نسبی در غلظت اکسی هموگلوبین، دی اکسی هموگلوبین و مجموع آنها را برای نمایش پیوسته و آنلاین دینامیک مغز اندازه گیری می‌کند همچنین در روش طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS ) و تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی  ( FMRI ) به تغییرات فیزیولوژیکی مشابهی حساس هستند و در نتیجه می‌توان داده‌های ثبت شده توسط این دو فناوری را با هم مقایسه کرد.

دکتر صفایی گفت: طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک ( fNIRS ) قادر به اندازه‌گیری تغییرات غلظت هر دو هموگلوبین اکسیژنه و دی‌اکسیژنه است، در حالی که تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (FMRI ) تنها حساس به تغییرات هموگلوبین دی اکسیژنه است، همچنین سرعت نمونه‌برداری در دستگاههای طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک ( fNIRS ) می‌تواند بسیار بالاتر از تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی  (FMRI )  باشد و هزینه ساخت و توسعه دستگاههای طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک ( fNIRS ) موج پیوسته نسبت به تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (FMRI ) بسیار کمتر است.

وی در پایان گفت: اندازه‌گیری فعالیت‌های مغزی توسط طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک ( fNIRS ) اغلب به قشر مغز محدود شده و تفکیک پذیری مکانی در محدوده سانتی متر خواهد بود در حالی که تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی  (FMRI ) محدودیت عمق در تصویربرداری ندارد و بر همین اساس می توان بافت‌های عمیق‌تر از قشر مغز را با تفکیک پذیری مکانی محدوده میلی‌متر رصد کرد.