Ученые из Российского квантового центра, Сколковского института науки и технологий и НИУ ВШЭ разработали сверхчувствительный твердотельный магнитометр. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в издании Human Brain Mapping.
Ученые также впервые использовали свою разработку для улучшения метода магнитоэнцефалографии (МЭГ) — неинвазивной технологии измерения электрической активности головного мозга. Главным преимуществом МЭГ является высокая точность, ведь биологические ткани «прозрачны» для магнитных полей. Нейроны мозга посылают сигналы в виде электрических импульсов, которые генерируют очень слабые магнитные поля: зарегистрировать их способны только особые, очень чувствительные сверхпроводящие датчики.
Их называют сквиды (от Superconducting Quantum Interference Device, или сверхпроводящий квантовый интерферометр). По сути, это сверхсверхчувствительный магнитометр, который необходимо охлаждать почти до абсолютного нуля. Поэтому аппараты для магнитоэнефалографии крайне дороги и в производстве, и в обслуживании.
Российские ученые создали первый в мире твердотельный сверхчувствительный магнитометр, работающий при комнатной температуре, использовав в качестве основы пленку железо-иттриевого граната. Этот прибор демонстрирует высокую чувствительность, позволяет регистрировать даже слабые и глубинные электрические источники головного мозга, и нуждается в меньшей степени магнитной защиты, что резко снижает цену устройства и необходимой инфраструктуры.
В будущем ученые планируют изучить различные схемы расположения таких сенсоров внутри магнитоэнцефалографа. Авторы разработки отмечают, что им предстоит огромная работа для ее совершенствования — и новые физические исследования, и математическая модель для корректной обработки сигналов с новых датчиков.
Однако учитывая потенциально низкую стоимость и высокую надежность сенсоров, ученые надеются, что технология станет доступна большему кругу пациентов и врачей, тем самым повысив качество медицинской помощи и успех исследований механизмов работы мозга.
