Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'MRI' .
Znaleziono 22 wyników
-
Iloraz inteligencji zmienia się przez całe życie?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Psychologia
Iloraz inteligencji może znacząco wzrosnąć lub spaść w wieku nastoletnim. Zjawisko to wiąże się ze zmianami w budowie naszego mózgu. Dotąd inteligencję uznawano za stabilną cechę i iloraz wyliczony na pewnym - zazwyczaj dość wczesnym - etapie życia wykorzystywano do przewidywania osiągnięć szkolnych i przebiegu kariery zawodowej. Naukowcy z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging z Uniwersyteckiego College'u Londyńskim pokazali jednak ostatnio, że IQ wcale nie jest stały. Zespół prof. Cathy Price testował w 2004 roku 33 zdrowe osoby, które miały wtedy 12-16 lat. Test powtórzono w 2008 r. Za każdym razem wykonywano badanie rezonansem magnetycznym. Naukowcy odnotowali znaczące zmiany w IQ. W przypadku niektórych nastolatków iloraz inteligencji wzrósł nawet o 20 punktów, a u części spadł o podobną liczbę punktów. By stwierdzić, czy wahnięcia te są istotne statystycznie, Brytyjczycy zestawili z nimi skany MRI. Odkryliśmy wyraźną korelację między zmianami w osiąganych wynikach a budową mózgu, dlatego możemy z określoną dozą pewności stwierdzić, że zmiany w IQ są czymś realnym - wyjaśnia Sue Ramsden. Akademicy mierzyli zarówno iloraz słowny, jak i bezsłowny każdego nastolatka. Dzięki temu stwierdzili, że wzrost słownego IQ wiązał się ze zwiększeniem gęstości istoty szarej w lewej korze ruchowej, która jest aktywowana podczas tzw. produkcji mowy. Poprawa bezsłownego IQ towarzyszyła wzrostowi gęstości istoty szarej w związanym z ruchami ręki przednim płacie móżdżku. Wzrostowi słownego ilorazu inteligencji niekoniecznie towarzyszył wzrost bezsłownego IQ. Prof. Price podkreśla, że nie wiadomo, skąd taka zmiana IQ i dlaczego u jednych nastolatków doszło do poprawy, a u innych do pogorszenia wyników. Niewykluczone, że wyjaśnieniem może być przynależność do podgrupy osób rozwijających się wcześnie lub późno (zawsze porównuje się do norm dla grupy wiekowej, więc ktoś rozwijający się wcześniej zdystansuje pozostałych, a przede wszystkim rówieśników później rozpoczynających dany etap dojrzewania). Należy także uwzględnić ewentualną rolę edukacji w zmianie IQ. Rodzi się pytanie, czy skoro budowa mózgu zmienia się w życiu dorosłym [vide badania na uczących się czytać partyzantach z Kolumbii], może się także zmienić iloraz inteligencji. Przypuszczam, że tak - podsumowuje prof. Price. -
Wśród osób nieprzejawiających w danym momencie objawów demencji te z obszarami korowymi o mniejszej objętości są bardziej zagrożone wczesną chorobą Alzheimera. Podczas badań porównywano rejony, o których wiadomo, że ulegają degeneracji w jej przebiegu. W ramach studium naukowcy analizowali skany z rezonansu magnetycznego (MRI) mózgu 159 osób bez demencji. Średnia wieku wynosiła 76 lat. Określano grubość wybranych rejonów kory. Na tej podstawie 19 ludzi trafiło do grupy wysokiego ryzyka alzheimeryzmu, 116 do grupy przeciętnego ryzyka, a 24 do grupy niskiego ryzyka. Na początku studium i przez 3 kolejne lata ochotników poddawano testom pamięciowym, a także dotyczącym rozwiązywania problemów i uwagi. Okazało się, że 21% przedstawicieli grupy wysokiego ryzyka doświadczyło pogorszenia funkcji poznawczych w ciągu 3 lat od wykonania rezonansu. W grupie średniego ryzyka dotyczyło to 7%, a w grupie niskiego ryzyka nikt nie miał tego typu problemów. Potrzebne są dalsze badania nad tym, jak wykorzystywanie skanów MRI do pomiaru rozmiarów różnych regionów mózgu w połączeniu z innymi testami może pomóc w jak najwcześniejszym zidentyfikowaniu osób z grupy najwyższego ryzyka wczesnej choroby Alzheimera - podkreśla dr Bradford Dickerson z Massachusetts General Hospital w Bostonie. Dickerson i jego współpracownik dr David Wolk z Uniwersytetu Pensylwanii wykorzystali dane zebrane w ramach Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. Poza zmianami w zakresie grubości kory w określonych rejonach, panowie zauważyli, że w płynie mózgowo-rdzeniowym 60% osób w największym stopniu zagrożonych alzheimerem występowały podwyższone stężenia białek powiązanych z chorobą, w porównaniu do 36% przedstawicieli grupy przeciętnego ryzyka i 19% ludzi z grupy niskiego ryzyka.
-
Wiadomo już, czemu wiele osób w czasie wykonywania rezonansu magnetycznego lub podczas wyciągania ze skanera doświadcza oczopląsu. Silne pole magnetyczne wprawia w ruch endolimfę wypełniającą kanały błędnika (Current Biology). Wskutek ruchów cieczy w uchu wewnętrznym pacjenci mają wrażenie spadania lub nieoczekiwanych, chwiejnych ruchów. Zespół z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, który pracował pod kierownictwem Dale’a C. Robertsa, umieścił w aparacie MRI 10 osób ze zdrowym błędnikiem i 2 z błędnikiem niedziałającym w skanerze. Skupiano się nie tylko na autoopisie dot. zawrotów głowy, ale również na nystagmusie, czyli niezależnych od woli poziomych drganiach gałek ocznych (in. nazywanych oczopląsem położeniowym). Ponieważ wskazówki wzrokowe mogą je stłumić, eksperyment przeprowadzano w ciemnościach. Nagrania z kamery noktowizyjnej pokazały, że nystagmus wystąpił u wszystkich zdrowych badanych, nie pojawił się zaś u pozostałej dwójki. Sugeruje to, że (zdrowy) błędnik odgrywa kluczową rolę w zawrotach głowy w skanerze MRI. Amerykanie zastanawiali się, jak natężenie pola magnetycznego wytwarzanego przez skaner wpływa na błędnik, dlatego ochotników umieszczano na różne okresy w aparatach o niejednakowych parametrach technicznych. Przyglądano się oczopląsowi położeniowemu podczas wkładania i wyjmowania ze skanera (i to zarówno podczas wkładania i wyjmowania tradycyjną drogą, jak i od tyłu tuby). W ten sposób oceniano wpływ kierunku pola magnetycznego na wrażenia ochotników. Silniejsze pole magnetyczne wywoływało znacznie szybszy nystagmus. Ruchy gałek ocznych utrzymywały się cały czas, bez względu na długość sesji. Kierunek ruchu oczu zmieniał się w zależności od drogi wprowadzania/wyciągania człowieka ze skanera (czyli kierunku pola). Zespół Robertsa uważa, że oczopląs położeniowy to rezultat wzajemnych oddziaływań między prądami elektrycznymi przepływającymi przez endolimfę a polem magnetycznym. Siła Lorentza wpływa na ruch ładunków elektrycznych w uchu wewnętrznym, odbierany przez komórki zmysłowe jako pobudzenie. Akademicy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa sądzą, że ich odkrycia mogą zmienić interpretację wyników uzyskanych za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Ich autorzy analizują przepływ krwi w mózgu pod wpływem określonych zadań, tymczasem okazuje się, że skaner jako taki wzmacnia aktywność związaną z ruchem i równowagą. Wykazaliśmy, że nawet gdy sądzimy, że nic się w mózgu nie dzieje, kiedy ochotnicy znajdują się w aparacie, w rzeczywistości dzieje się dużo, ponieważ samo MRI wywołuje jakiś efekt – podsumowuje Roberts, dodając, że niewykluczone, iż silne pole skanera do rezonansu magnetycznego przyda się otolaryngologom jako bardziej komfortowa metoda badania błędnika (alternatywa dla standardowej elektronystagmografii).
-
BBC wyświetliła film dokumentalny, z którego wynika, że mózg miłośnika Apple'a reaguje na produkty tej firmy w sposób podobny do mózgów osób religijnych oglądających święte symbole. W filmie widzimy jak neurolodzy poddali badaniu rezonansem magnetycznym Aleksa Brooksa, wydawcę pisma World of Apple. Brooksowi pokazywano produkty Apple'a i innych firm. Badanie wykazało, że widok przedmiotu wyprodukowanego przez firmę Steve'a Jobsa wywoływał w mózgu znacząco odmienne reakcje od widoku przedmiotów autorstwa innych przedsiębiorstw. Gdy porównano wyniki uzyskane z badania Brooksa z wynikami osób wierzących okazało się, że istnieją duże podobieństwa pomiędzy reakcją jego mózgu, a reakcją osoby wierzącej, która widzi symbol swojej religii. To pokazuje, że wielkie marki z dziedziny IT docierają do tych obszarów mózgu, które wyewoluowały na potrzeby przetwarzania wierzeń religijnych - stwierdził jeden z naukowców. W filmie widzimy też biskupa Buckingham, który zauważa podobieństwa pomiędzy kościołami a sklepem Apple'a w londyńskim Covent Garden. Zdaniem duchownego mamy tam podobne elementy - kamienne podłogi, łuki, oraz małe „ołtarzyki", na których prezentowane są produkty. A oglądając materiał telewizyjny z otwarcia sklepu nie można nie zauważyć, że sprzedawcy i klienci zachowują się nieco podobnie jak osoby biorące udział w spotkaniach ewangelicznych. Film Secrets of Superbrands można oglądać w serwisie iPlayer do 9 czerwca.
-
Specjaliści z berlińskiego Charité Hospital jako pierwsi na świecie utrwalili poród dzięki rezonansowi magnetycznemu. Udało się to tylko dlatego, że pewna Niemka zgodziła się urodzić wewnątrz skanera. W ten sposób naukowcy mogli lepiej poznać przebieg porodu. Doktor Ernst Beinder wyjawia, że przebiegł on normalnie. Na obrazach widać było wszystkie ruchy, lekarze byli nawet w stanie monitorować akcję serca dziecka. Widzimy teraz wszystkie szczegóły, które wcześniej mogliśmy badać jedynie za pomocą sond. Przedstawiciele szpitala ujawnili, że chęć wzięcia udziału w eksperymencie wyraziło kilka ciężarnych, tak że w przyszłości w aparaturze do MRI odbędzie się jeszcze 5 porodów. W berlińskim skanerze wprowadzono kilka modyfikacji. Ma on inny kształt, by wewnątrz zostało miejsce zarówno dla kobiety, jak i wspomagającej ją położnej. Do zdjęć porodu na żywo Niemcy przygotowali się przez 2 lata. W skład zespołu wchodzili m.in. dr Christan Bamberg oraz radiolog dr Ulf Teichgraber. Menedżerem projektu został Felix Guttler. By zapewnić rodzącej jak największy komfort, dano jej nauszniki przeciwhałasowe. W dbałości o słuch dziecka maszynę wyłączono, gdy tylko pękły błony płodowe. Niemcy mają nadzieję, że zdobyta właśnie wiedza pozwoli w przyszłości zapobiec wielu komplikacjom porodowym.
-
Doradztwo zawodowe to szczególna dziedzina. Poza umiejętnościami psychologicznymi i wiedzą doradcy stosuje się wszelkiego rodzaju testy do oceny umiejętności i predyspozycji. Amerykański uczony sugeruje, że można by je zastąpić lub uzupełnić skanowaniem struktury mózgu. Skoro poszczególne obszary mózgu odpowiadają za różne rodzaje aktywności, to specyficzne umiejętności i predyspozycje powinny znajdować odbicie w strukturze mózgu, uznał Richard Haier, naukowiec z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Z grupą badaczy podjął się zbadania neurologicznych podstaw rezultatów osiąganych w testach kompetencji, jakie stosuje się podczas doradztwa zawodowego. Indywidualne różnice w zdolnościach poznawczych dostarczają cennych informacji przy wyborze ścieżki kariery. Jeśli tak, może obrazowanie mózgu rezonansem magnetycznym pozwoliłoby uzupełnić lub nawet zastąpić wykonywanie testów. Podczas badania 40 osób wypełniało typowe testy na na niezależne czynniki poznawcze: inteligencję ogólną, szybkość rozumowania, zdolności matematyczne, wyobraźnię przestrzenną, pamięć. Indywidualne oceny z zestawu testów poznawczych poddano ocenie korelacji ze strukturą, rozłożeniem szarej substancji mózgowej. Jak się okazało, związek taki rzeczywiście istnieje. Inny rodzaj korelacji zidentyfikowano też dla testów sprawdzających wąskie i szerokie zdolności poznawcze i intelektualne. Wykonano dopiero pierwsze badania, ale wyniki okazały się na tyle interesujące, że zamieszczono je w czasopiśmie BMC Research Notes. Istnieją dobre podstawy do kontynuowania badań, uważa Haier i zapowiada dalsze testy z nadzieją na przydatność informacji uzyskanych za pomocą rezonansu magnetycznego mózgu.
-
Zapobieganie rozwojowi choroby Alzheimera wymaga rozpoznania jej wczesnych symptomów. Najczęściej zaczyna się od łagodnego upośledzenia funkcji poznawczych (mild cognitive impairment, MCI). Jednak nie u każdego pacjenta z MCI ta przypadłość rozwija się, w wielu przypadkach pozostaje ona na stałym poziomie. Jak zidentyfikować i odróżnić te przypadki? Doktor Sven Haller, radiolog z University Hospitals of Geneva zaprzągł do diagnozowania nową, specjalistyczną technologię podatnościozależnego rezonansu magnetycznego (susceptibility weighted imaging, SWI) oraz... sztuczną inteligencję. W przygotowawczym badaniu wzięło udział 69 pacjentów w wieku przeciętnie 65 lat płci obojga ze zdiagnozowanym MCI oraz grupa kontrolna 35 osób. Zaburzenia poznawcze zidentyfikowano za pomocą standardowego zestawi testów psychologicznych, wszystkich badanych poddano obrazowaniu nową technologią rezonansu magnetycznego. Po roku badania powtórzono, identyfikując 27 pacjentów z pogłębiającym się stanem MCI. Badanie SWI pozwoliło na dokładną analizę nawet niewielkich naczyń krwionośnych, połączoną z identyfikacją mikrowylewów, a także na porównanie stężenia żelaza w różnych obszarach mózgu. Liczba odkrytych mikrowylewów była znacząco wyższa u osób z narastającym upośledzeniem zdolności poznawczych (54%) niż u osób ze stabilną dolegliwością (33%). W grupie kontrolnej wskaźnik ten wyniósł jedynie 14%. Obrazowanie pokazało również, że osoby ze zdiagnozowanym MCI miały zwiększoną koncentrację żelaza w niektórych głębszych strukturach mózgu (w jądrze podkorowym) a zmniejszoną w innych. Zakłócenia w dystrybucji żelaza mogą być zatem uznane za dodatkowy indykator upośledzenia funkcji mózgu. Nie koniec na tym, bowiem dr Haller dokonał analizy zgromadzonych danych przy pomocy oprogramowania klasyfikującego z algorytmami sztucznej inteligencji. Komputerowa ocena, który z pacjentów zagrożony jest postępującym upośledzeniem sprawdziła się w 85 procentach. Jak na pierwsze rezultaty wynik jest bardziej niż obiecujący, doktor Sven Haller zamierza kontynuować poszukiwania oznak pozwalających bezbłędnie identyfikować osoby zagrożone chorobą Alzheimera i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi.
-
By dowiedzieć się czegoś o zwierzęcej anatomii, dziś już nie trzeba przeprowadzać sekcji. Dociekliwi zoolodzy korzystają ze zdobyczy nowoczesnych technologii, które dają możliwość obrazowania narządów wewnętrznych w trójwymiarze. Ostatnio przebadali za pomocą rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej aligatora, pytona dwupręgiego, zwanego też tygrysim ciemnoskórym (Python molurus), a także tarantulę. Kasper Hansen z Uniwersytetu w Århus jako pierwszy ujrzał, jak organy węża przystosowują się na "przybycie" i trawienie dużej zdobyczy aż do całkowitego jej zniknięcia. Wyniki nowatorskich badań zaprezentowano na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Eksperymentalnej w Pradze. Pytony są znane z tego, że poszczą niekiedy całymi miesiącami i są w stanie strawić naprawdę olbrzymi posiłek – podkreśla Hansen. Tomografia i rezonans pokazały, jak węże te adaptują się do tego zero-jedynkowego trybu życia. Poszczącego 5-kg pytona dwupręgiego skanowano przed oraz po 2, 16, 24, 40, 48, 72 i 132 godzinach od spożycia szczura. Kolejne zdjęcia ujawniły stopniowe zanikanie ciała gryzonia, któremu towarzyszyło ogólne rozszerzenie jelita, skurczenie pęcherzyka żółciowego oraz 25-proc. zwiększenie objętości serca. Przed badaniem wąż został znieczulony. Akademicy sądzą, że powiększenie serca wiąże się z dostarczaniem energii niezbędnej do strawienia ofiary. Skoro pyton może pochłonąć odpowiednik połowy masy swojego ciała, po długim okresie niejedzenia musi bardzo szybko zrestartować układ pokarmowy. Stąd duże zapotrzebowanie energetyczne. Duńczycy są przekonani, że dzięki MRI i TK uda się zobrazować ekstremalne przystosowania anatomiczne, zwane plastycznością fenotypową, także u innych gatunków zwierząt. Zespół posłużył się kombinacją rezonansu magnetycznego i tomografii komputerowej, ponieważ pierwsza z wymienionych technik nadaje się lepiej do tkanek miękkich, a druga do twardych, takich jak kości, zęby czy muszle i skorupy. Hansen wspomina o minusach sekcji. Po rozcięciu karapaksu żółwia płuca się zapadają w wyniku zmiany ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej. Nic dziwnego, że tworzone na tej podstawie ilustracje czy plansze edukacyjne są nieco mylące. Obrazy 3D stanowiłyby zaś doskonały model do przyszłych badań czy do nauki anatomii w szkołach i na uniwersytetach. Wybierając odpowiednie ustawienia dla kontrastu i natężenia światła podczas skanowania, naukowcy uzyskali różnokolorowy obraz poszczególnych narządów i tkanek. Przy niskiej absorpcji fal doskonale widać było tkanki miękkie, przy średniej kości i wypełnione kontrastem naczynia krwionośne, a przy wysokiej dostrzegalne były jedynie kości. Poza wspomnianymi na początku tarantulami, aligatorami i pytonami, Hansen i współpracujący z nim student Henrik Lauridsen wstrzykiwali kontrast również żółwiom, węgorzom marmurkowym i agamom brodatym (Pogona). Dzięki temu ujrzeli ich naczynia krwionośne (układ waskularny).
-
Jednym z największych wyzwań chirurgii onkologicznej jest przeprowadzenie operacji o optymalnym zasięgu, tzn. możliwie mało wyniszczającej, lecz jednocześnie usuwającej możliwie dużą część masy guza nowotworowego. Nawet w XXI wieku oceny skuteczności zabiegu dokonuje się jednak stosunkowo niedoskonałą metodą, jaką jest mikroskopowa obserwacja fragmentów wycinanych tkanek. Nadzieję na poprawę jakości diagnostyki śródoperacyjnej rodzi technologia rozwijana przez badaczy z Howard Hughes Medical Institute (HHMI), którzy chcą śledzić komórki nowotworowe za pomocą obrazowania z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego (MRI). Aby zwizualizować komórki nowotworowe, zespół dr. Quyena Nguyena zastosował tzw. aktywowalny peptyd penetrujący komórki (ang. activatable cell-penetrating peptide - ACPP). Cząsteczka tej substancji składa się z dwóch fragmentów - jednego zdolnego do wnikania do wnętrza komórek oraz jednocześnie doskonale widocznego w MRI, i drugiego, który blokuje aktywność pierwszego. Aby jednak umożliwić ACPP przenikanie do tkanki nowotworowej, obie jego części rozdzielono łącznikiem podatnym na trawienie przez enzymy charakterystyczne właśnie dla patologicznej tkanki. Zgodnie z założeniami, po podaniu do organizmu ACPP powinny przedostać się do większości miejsc w organizmie, lecz ich aktywacja powinna zachodzić tylko w tkance nowotworowej. Oznacza to, że wzmocnienie sygnału pochodzącego od peptydu penetrującego będzie zachodziło tylko tam, gdzie doszło do rozwoju patologicznych komórek. Koncepcję nowej metody przetestowano na myszach z wszczepionym nowotworem człowieka. Badacze prowadzili równolegle dwa typy operacji - jedne z wykorzystaniem ACPP i MRI oraz pozostałe z wykorzystaniem tradycyjnej diagnostyki mikroskopowej. Jak się okazało, nowa technika pozwala na zmniejszenie aż o 90% (a więc 10-krotnie!) liczby komórek nowotworowych pozostających w organizmie po zakończeniu procedury. Dodatkową zaletą pomysłu zaproponowanego przez naukowców z HHMI jest fakt, iż pełen obraz nowotworu jest dostępny po podaniu pojedynczej dawki ACPP oraz wykonaniu zaledwie dwóch powtórzeń MRI - jednego przed operacją i drugiego zaraz po niej. Standardowa diagnostyka wymaga tymczasem wykonania i obejrzenia kilkunastu, a nierzadko nawet kilkudziesięciu osobnych preparatów mikroskopowych. Efektem jest znaczne skrócenie czasu zabiegu, zaś skuteczność wykrywania nieprawidłowych komórek pozwala na zwiększenie prawdopodobieństwa powodzenia leczenia wspomagającego (np. radio- lub chemoterapii) oraz całkowitego wyleczenia pacjenta.
-
Naukowcy pracujący dla firmy Philips opracowali detektory promieniowania gamma niemal całkowicie niewrażliwe na działanie fal radiowych. To ważny krok na drodze do stworzenia aparatu łączącego funkcje obrazowania z wykorzystaniem pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) oraz rezonansu magnetycznego (MRI). Pomimo ogromnej liczby zalet, PET posiada jedna zasadniczą wadę: nie może być stosowany samodzielnie. Metoda ta, polegająca na pomiarze tempa pochłaniania substancji radioaktywnej (najczęściej jest nią zmodyfikowana forma glukozy) przez różne tkanki, pokazuje bowiem wyłącznie przestrzenny rozkład miejsc, z których do aparatu dociera promieniowanie. W konsekwencji konieczne jest jednoczesne wykonanie drugiego badania, które pozwoli na nałożenie obrazu PET na mapę ciała pacjenta. Aktualny stan wiedzy i technologii sprawia, że jedynym badaniem łączonym z PET jest tomografia komputerowa, czyli tworzenie trójwymiarowych obrazów ciała na podstawie serii zdjęć rentgenowskich. Technika ta nie nadaje się jednak do obserwacji niektórych organów, takich jak choćby mózg. Właśnie dlatego trwają prace nad sprzężeniem PET z MRI - metodą, która pozwala na rozróżnienie tkanek na podstawie ich unikalnej reakcji na promieniowanie w zakresie fal radiowych. Główną trudnością związaną z połączeniem aparatów do MRI i PET jest budowa detektorów promieniowania używanych w PET. Aby prawidłowo funkcjonować, muszą one bowiem wykrywać pojedyncze fotony promieniowania gamma (to ono powstaje podczas rozpadu izotopu zawartego w zmodyfikowanej glukozie), lecz silne fale radiowe wytwarzane przez cewki wykorzystywane w MRI poważnie zakłócają ich pracę. Rozwiązaniem problemu okazało się stworzenie krzemowych płytek wzmacniających promieniowanie padające na detektory. Każdy z tych miniaturowych układów został wzbogacony o elektroniczny moduł analizujący z wyjątkową precyzją nie tylko liczbę wychwyconych fotonów, lecz także kierunek, z którego dotarły one do urządzenia. Poprawie uległa także precyzja pomiaru czasu pomiędzy kolejnymi uderzeniami fotonów. Jest to niezwykle ważne, ponieważ podczas rozpadu izotopu dochodzi do powstania pary fotonów podróżujących w niemal idealnie przeciwnych kierunkach. Im dokładniej uda się więc ustalić moment spotkania fotonów z dwoma położonymi przeciwnie względem siebie detektorami, tym większe jest prawdopodobieństwo, że wykryje się rozpad promieniotwórczy, a nie przypadkowe sygnały, których w przypadku równoczesnego działania aparatu do MRI powstaje wyjątkowo wiele. Opracowanie nowej generacji detektorów PET jest ogromnym krokiem naprzód w dziedzinie tzw. medycyny nuklearnej. Nie ma wątpliwości, że przedstawiciele Philipsa będą chcieli jak najszybciej wprowadzić hybrydę PET-MRI na rynek. Z pewnością nie będzie ona urządzeniem tanim, lecz w wielu przypadkach dopłata za poprawę jakości badania będzie bardzo opłacalną inwestycją.
-
Fizycy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST), którzy pracują nad rozwojem kwantowych komputerów, odkryli, że użycie diamentów może znacząco zwiększyć rozdzielczość urządzeń do obrazowania medycznego. Specjaliści uznali, że dobrym kandydatem do zapisywania kwantowych informacji będzie atom azotu uwięziony w diamencie. Badania wykazały, że jest to rozwiązanie niezwykle czułe na oddziaływanie pola magnetycznego i, co ważne, działa w temperaturze pokojowej. W diamentach czasami występują niedoskonałości. Jednym z najpopularniejszych zanieczyszczeń jest zastąpienie dwóch atomów węgla atomem azotu. Miejsce po drugim atomie węgla pozostaje puste. To właśnie te puste miejsca spowodowane oddziaływaniem azotu odpowiadają częściowo za błyszczenie się diamentu. Gdy diament z takim atomem azotu oświetlimy zielonym światłem, dwa pozbawione pary wzbudzone elektrony atomu azotu świecą jasnym czerwonym światłem. Amerykańscy naukowcy użyli niewielkich różnic w fluorescencji elektronów, by określić ich spin. Co najważniejsze, udało im się przetransferować zawartą w spinie informację pomiędzy jądrem atomu a elektronem. Dzięki temu można ją znacznie łatwiej odczytać, co zawsze stanowiło problem w systemach kwantowych. To kolejny mały krok w kierunku powstania komputerów kwantowych, jednak zanim prace Amerykanów znajdą zastosowanie w tego typu maszynach, mogą pomóc znacząco zwiększyć rozdzielczość urządzeń do obrazowania medycznego. Fizyk teoretyczny Jacob Taylor uważa, że w niedalekiej przyszłości mogą powstać czujniki wyposażone w diamentowy czubek, które będą w stanie wykonywać na pojedynczych komórkach czy molekułach testy za pomocą techniki rezonansu magnetycznego. Obecnie uznaje się, że tego typu badania nie są możliwe do przeprowadzenia, gdyż ich pola magnetyczne są zbyt słabe. Jednak ta technika charakteryzuje się bardzo niską toksycznością i może być stosowana w temperaturze pokojowej. Może ona pozwolić na zajrzenie do wnętrza pojedynczej komórki i wykonać wizualizację tego, co dzieje się w jej poszczególnych częściach - mówi Taylor.
-
Profesor Willem Verbeke z Uniwersytetu Erazma w Rotterdamie, który udzielił niedawno wywiadu radiu Good Morning Netherlands, przekonuje, że badanie rezonansem magnetycznym w ciągu 5 lat zastąpi rozmowy kwalifikacyjne na najwyższe stanowiska. Wg niego, stawianie przez potencjalnego pracodawcę wymogu obowiązkowego badania MRI stanie się już wtedy normą. W dobie kryzysu sektor finansowy coraz częściej interesuje się neurotestowaniem kandydatów na rozmaite stanowiska. Obecnie są tworzone i wypróbowywane odpowiednie metody. Jak wyjaśnia Verbeke, neuroekonomia jest nowo powstałą dziedziną badań i stanowi połączenie ekonomii, psychologii i genetyki. To dzięki niej odkryto, że za pomocą zapisów EEG i skanów MRI można określić przydatność określonych kandydatów na dane stanowisko. Dokładne wytyczne są właśnie opracowywane. Skanując mózgi ochotników, akademicy z Uniwersytetu Erazma potrafią stwierdzić, do jakiego stopnia ktoś spontanicznie, często nieświadomie, reaguje na specyficzne sytuacje społeczne, np. handel na giełdzie czy relacje z klientami. Mogą też testować aplikantów na ważne stanowiska, np. dyrektorów banków lub firm handlowych, sprawdzając, czy nie przejawiają tendencji psychopatycznych. Na skanie widać, co ludzie spontanicznie spostrzegają. To ważne w przypadku sprzedawcy, który musi dostosowywać się do zachowania klientów. Od jakiegoś czasu wiadomo np., że osoby lekko autystyczne nie są w stanie odnotować negatywnych reakcji kupujących na swoje sugestie. Ta sama uwaga odnosi się też do przedstawicieli wyższych szczebli drabiny pracowniczej. Szefowie firm, zwłaszcza tych często kontaktujących się z mediami, muszą wiedzieć, kiedy szokują słuchaczy komentarzami. Z tego powodu osoby z cechami autystycznymi lepiej sprawdzą się na stanowiskach, gdzie trzeba się mocno skoncentrować na zadaniu, lecz nie ma konieczności kontaktowania się z ludźmi. Verbeke poleca im poszukiwanie pracy w sektorze badawczym lub informatycznym. Na podstawie wyników badań obrazowych stwierdziliśmy, że psychopaci są w stosunku do ludzi nadmiernie empatyczni, a jednocześnie nie rozumieją, czemu robią oni to, co robią. Wywołuje to u nich silny strach oraz podejrzliwość i często prowadzi do obaw związanych z knuciem przeciwko nim. [...] To szczególnie niebezpieczne u osób zatrudnionych na odpowiedzialnych stanowiskach, takich jak dyrektor wykonawczy instytucji finansowej. Holendrzy byli i są zafascynowani swoimi odkryciami. To bardzo interesujące, jak mózg pracuje podczas podejmowania decyzji ekonomicznych. Często nie są one wyłącznie racjonalne, ale i emocjonalne. Na razie żądanie skanów mózgu byłoby niezgodne z prawem, które powstawało, zanim badania obrazowe zostały wymyślone. Z podobną sytuacją mamy do czynienia nie tylko w Holandii, ale i innych krajach.
-
Po raz pierwszy radiologom z Imperial College London udało się wykonać zdjęcia mięśnia sercowego krwawiącego po przebytym zawale. Wg nich, ilość krwi może wskazywać na stopień uszkodzenia narządu. Lekarze mają nadzieję, że tego typu badania będą stosowane razem z innymi przy ocenie stanu zdrowia i szans na wyzdrowienie pacjentów z chorobami sercowo-naczyniowymi (Radiology). Podczas zawału mięśnia sercowego (łac. infarctus myocardii) dochodzi do martwicy komórek mięśnia, spowodowanej niedotlenieniem na skutek niedokrwienia. Najczęstszą przyczyną upośledzenia przepływu w naczyniach wieńcowych są zmiany w obrębie ściany naczynia związane z procesem miażdżycowym. Świeży zawał serca leczy się za pomocą angioplastyki wieńcowej, podczas której do wnętrza naczynia wprowadza się cewnik zakończony balonikiem. Po napełnieniu poszerza on zwężone miejsce. Często w miejscu zwężenia umiejscawia się stent - czyli metalową siateczkę czy sprężynkę. Podczas prowadzonych niedawno badań zauważono, że gdy serce zaczyna na nowo pracować, czasem wewnątrz mięśnia pojawia się krwawienie. Nie wiadomo było jednak, czy i ewentualnie jakie ma to znaczenie kliniczne. Za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) Brytyjczycy zbadali 15 pacjentów. Było to możliwe dzięki obecności w cząsteczkach hemoglobiny atomów żelaza. Okazało się, że nasilenie krwawienia zależało od stopnia uszkodzenia mięśnia sercowego. U pacjentów, u których doszło do rozległego zawału, do mięśnia dostawało się więcej krwi. [...] Dzięki zastosowaniu nowej metody obrazowania stwierdziliśmy, że pacjenci, u których występuje krwawienie do uszkodzonego mięśnia sercowego, mają dużo mniejsze szanse na wyzdrowienie. Wierzymy, że w ten sposób łatwiej będzie zidentyfikować chorych z grupy podwyższonego ryzyka komplikacji pozawałowych – podsumowuje dr Declan O'Regan. Inni członkowie zespołu przyznają, że na razie nie wiadomo, czy krwawienie samo w sobie powoduje dalsze uszkodzenia.
-
Naukowcy z IBM-a i Center for Probing the Nanoscale na Uniwersytecie Stanforda wykorzystali zmodyfikowany rezonans magnetyczny (MRI) do wykonania zdjęcia o rozdzielczości 100 milionów razy większej, niż można uzyskać za pomocą standardowego MRI. Osiągnięcie uczonych umożliwi obserwacje trójwymiarowych struktur w nanoskali. Udoskonalenie opracowanej właśnie techniki pozwoli np. na obserwowanie, w jaki sposób poszczególne białka wchodzą ze sobą w interakcje. Ta technologia zrewolucjonizuje nasze spojrzenie na wirusy, bakterie, białka i inne elementy biologiczne - mówi Mark Dean z IBM-a. Uczeni wykorzystali technikę zwaną mikroskopią sił rezonansu magnetycznego (MRFM). Jej zalety to, przede wszystkim, możliwość zajrzenia pod powierzchnię badanych obiektów oraz całkowita nieszkodliwość dla badanego materiału biologicznego. Wykorzystanie MRFM pozwoliło na obserwację struktur wewnątrz wirusa mozaiki tytoniu. Sam wirus ma wielkość 18 nanometrów, a naukowcy mogli oglądać obiekty wielkości 4 nm. MRI to potężne narzędzie, ale jego przydatność w roli mikroskopu zawsze była ograniczona. Mamy nadzieję, że nano MRI umożliwi nam oglądanie wewnętrznych struktur molekuł białek, co jest kluczowe dla zrozumienia funkcji biologicznych - mówi Dan Rugar, szef zespołu badawczego. Naukowcy umieścili wirusa mozaiki tytoniu na miniaturowej krzemowej dźwigience, a w pobliżu umiejscowiono niewielką magnetyczną igłę. Po włączeniu pola magnetycznego, atomy wodoru w wirusie na przemian odpychały i przyciągały igłę, powodując drgania dźwigni, na której wirus został umieszczony. Drgania te odczytywano za pomocą lasera, jednocześnie skanując igłę. Dane z wibracji dźwigni i oddziaływania atomów wodoru na igłę zostały przeanalizowane i posłużyły do utworzenia trójwymiarowego obrazu o niespotykanej dotąd rozdzielczości. Oczywiście istnieją inne techniki tworzenia podobnych obrazów, jednak mają one poważne ograniczenia. Obrazowanie za pomocą promieni X wymaga wcześniejszego skrystalizowania próbki, co nie zawsze jest możliwe, a rezonans jądrowy nie nadaje się do obserwacji dużych molekuł. Z kolei technika krio-elektronowa prowadzi do zniszczenia materiału i dla osiągnięcia dobrej rozdzielczości wymaga wykonania wielu zdjęć.
-
Francuscy lekarze poinformowali o dokonaniu pierwszego laserowego usunięcia guza mózgu u w pełni świadomego pacjenta. W paryskim szpitalu Pitié-Salpêtrière pacjentowi, któremu podano tylko znieczulenie miejscowe, wywiercono w czaszce otwór o średnicy 3 milimetrów. Następnie wsunięto przezeń światłowód wyposażony w laser. Dzięki rezonansowi magnetycznemu lekarze na bieżąco korygowali położenie światłowodu. Gdy narzędzia były już wewnątrz głowy chorego, przeprowadzono komputerową symulację operacji usunięcia guza. Następnie uruchomiono laser, który w ciągu dwóch minut podgrzał i zabił komórki nowotworowe. Po zakończeniu operacji pacjent jeszcze tego samego dnia wrócił do domu. Francuzi informują, ze w ciągu ostatnich dwóch lat przeprowadzili 15 takich pionierskich operacji. Poddano im chorych, u których guzy nie reagowały na standardowe metody leczenia, a specjaliści oceniali, że pacjentom pozostało nie więcej niż 3 miesiące życia. Spośród 15 operowanych w 6 przypadkach usuwano całego guza. U pięciu z takich pacjentów nowotwór nie powrócił przez 9 miesięcy. Zabiegi można było wykonać dzięki rewolucyjnemu laserowi, który powstał w USA. Urządzenie jest na bieżąco chłodzone, dzięki czemu jego użycie nie powoduje powstawania skrzepów. Francuzi mówią, że ich technika może pozwolić na powstanie nowego rodzaju leczenia, które nazwali "interwencyjnym MRI". Jednak, jak przyznali, brakuje im środków na dalsze badania. Potrzebują 2 milionów euro. Nie należy się jednak spodziewać, że nowa technika szybko się upowszechni. Przez najbliższe miesiące, a może nawet lata, to, co osiągnięto we Francji będzie przedmiotem szczegółowych analiz.
-
Umiejętne zastosowanie zjawiska rezonansu magnetycznego pozwala na znaczne rozszerzenie możliwości nowoczesnej diagnostyki - udowadnia badacz z Carnegie Mellon University. Dzięki użyciu odpowiednich "znaczników" możliwe jest nawet śledzenie niewielkich grup komórek krążących w organizmie. Obrazowanie z użyciem rezonansu magnetycznego (MRI - ang. Magnetic Resonance Imaging) polega na wytwarzaniu fal elektromagnetycznych o częstotliwości zgodnej z własną częstotliwością atomów określonego pierwiastka, a następnie odczytywaniu ich lokalizacji na podstawie pomiaru pola elektromagnetycznego powstałego w wyniku ich pobudzenia. Przypomina to nieco działanie wahadła: tylko określona częstotliwość popychania zawieszonej na sznurku kuli będzie ją rozpędzała, zaś każda inna będzie zmniejszała jej szybkość. Wystarczy wobec tego sprawdzić, które "wahadła" (atomy) zostały rozpędzone, by wiedzieć, czy należa do określonego pierwiastka. W typowym badaniu MRI wykorzystuje się częstotliwość charakterystyczną dla atomów wodoru, pierwiastka bardzo pospolitego w ludzkim organizmie (wchodzi w skład wody, cukrów, białek itd.). Prowadzący eksperyment dr Eric Ahrens poszukiwał jednak pierwiastka znacznie rzadszego - fluoru. Eksperyment polegał na wyznakowaniu komórek krwi za pomocą perfluoropolieteru (PFPE), związku organicznego wysyconego atomami fluoru. Nasycone tą substancją komórki podano następnie do organizmu myszy. Po pewnym czasie przeprowadzono badanie zwierząt z użyciem rezonansu magnetycznego. Dr Ahrens wykazał, że zastosowanie opisanej techniki pozwala na precyzyjną ocenę liczby i lokalizacji podanych komórek w ciele gryzonia. Jak tłumaczy naukowiec, dzięki naszej technologii możemy obrazować określone komórki w czasie rzeczywistym i w sposób wysoce selektywny. Pozwala to na śledzenie ich położenia i ruchu oraz na ocenę ich liczby. Następnie używamy konwencjonalnego badania MRI, by uzyskać wysokiej jakości obraz pozwalający na zlokalizowanie poszukiwanych komórek w kontekście anatomicznym. Proces ten jest ułatwiony właśnie dzięki zastosowaniu fluoru jako chemicznego "znacznika" - jest on na tyle rzadki, że pozytywny sygnał w badaniu rezonansem magnetycznym oznacza wykrycie poszukiwanych komórek, a nie jakichkolwiek innych struktur. Możliwość śledzenia zmian położenia komórek krwi jest konieczna dla zrozumienia ich roli w procesach chorobowych. Dzięki opracowanej na Carnegie Mellon University metodzie możliwa jest ich obserwacja w czasie rzeczywistym i w sposób nieszkodliwy dla myszy, co także stanowi jej istotną zaletę. Jest to również istotne z punktu widzenia badań klinicznych - coraz więcej terapii eksperymentalnych opiera się na zastosowaniu żywych komórek, lecz stosowane dotychczas metody ich znakowania, oparte na użyciu jonów metali, były niezadowalające z uwagi na niską precyzję analizy. Zdaniem dr. Ahrensa metoda znakowania komórek z użyciem PFPE może być przydatnym narzędziem monitorowania postępu leczenia: moglibyśmy znakować lecznicze komórki z użyciem naszego odczynnika zanim wszczepimy je do organizmu. W ten sposób moglibyśmy używać MRI do wizualizowania ruchu komórek w ciele pacjenta i monitorować, czy migrują do miejsc, gdzie powinny ostatecznie trafić, i czy zatrzymują się tam na dłużej.
-
Aparatura medyczna, wykorzystująca zjawisko rezonansu magnetycznego, jest dla lekarza bezcenną pomocą diagnostyczną. Sprzęt MRI znany jest również z potężnych rozmiarów i bardzo wysokich cen. Jednak dzięki Johnowi Kitchingowi – fizykowi z National Institute of Standards and Technology w Boulder, stan Kolorado – skanery tego typu mogą stać się sprzętem powszechnego użytku. Amerykanin wraz z pięcioma współpracownikami buduje czujniki pola magnetycznego (tzw. magnetometry atomowe), które niemal dorównują czułością swym dużym krewniakom, ale mają rozmiary ziarenka ryżu. Miniaturowy magnetometr składa się z trzech podzespołów: standardowego lasera pracującego w podczerwieni, również typowego detektora promieniowania podczerwonego oraz umieszczonego między nimi sześcianu wykonanego z krzemu i szkła, wewnątrz którego znajdują się opary cezu. Opisywana "kanapka" jest zamocowana na krzemowym podłożu. Jeśli urządzenie znajduje się w miejscu pozbawionym pola magnetycznego, światło bez przeszkód mija atomy cezu. Z kolei w obecności nawet najsłabszych pól zmienia się ułożenie wspomnianych atomów, co powoduje, że kostka staje się dla podczerwieni mniej przezroczysta. Zmiana ta jest proporcjonalna to natężenia pola. Największym osiągnięciem naukowców jest zbudowanie komory magnetometru o przekątnej trzech milimetrów. Udało im się to przez wykonanie bocznych ścian "kostki" z krzemu za pomocą fotolitografii. Następnie zamknęli oni komorę ściankami ze szkła, przedtem wypełniając ją parami cezu. Aby utrzymać ten pierwiastek w stanie gazowym, podczas pracy czujnik jest podgrzewany. Obecnie naukowcy budują pojedyncze egzemplarze opisywanych magnetometrów. Opracowana przez nich metoda jest jednak przystosowana do wymagań produkcji masowej. Przenośne urządzenia używające odpowiednio dużej liczby takich czujników mogłyby zrewolucjonizować konstrukcję maszyn MRI i NMR – te pierwsze można by instalować nawet w ambulansach. Inne zastosowanie to szybkie i precyzyjne lokalizowanie ładunków wybuchowych, a w wypadku spektroskopów NMR – poszukiwania podziemnych złóż surowców.
-
Jak donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Bostonie, aż jeden na dziesięciu Amerykanów w podeszłym wieku mógł przejść udar mózgu, choć nigdy się o tym nie dowiedział. Oczywiście, konsekwencje tego zdarzenia rzadko wywierają istotny wpływ na codzienne funkcjonowanie, lecz uraz tego typu może nieodwracalnie ograniczać potencjał umysłowy. Powyższa informacja jest efektem badania, które przeprowadzono na grupie 2040 osób o średniej wieku wynoszącej 62 lata. Zdjęcia wykonane z pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazały, że w 10,7% przypadków stwierdzono ślady stanu, który został określony przez głównego autora badań, dr. Sudha Seshadriego, jako "cichy udar mózgu". Uraz taki ma identyczne podłoże, jak atak serca - w wyniku wytworzenia wewnątrz naczynia zakrzepu dochodzi do zamknięcia światła naczynia krwionośnego, co powoduje masową śmierć komórek z powodu niedotlenienia (martwicę). Powstałe w ten sposób uszkodzenie jest w przypadku obu wymienionych narządów praktycznie nieodwracalne. Przeprowadzona analiza potwierdza wcześniejsze doniesienia o wysokiej częstotliwości występowania "cichego udaru mózgu" w populacji osób starszych. Innowacyjność badań dr. Seshadriego polega jednak na tym, że dotyczyły one osób młodszych, niż w przypadku wcześniej realizowanych projektów. Ponieważ analiza techniką rezonansu magnetycznego nie pozwala na określenie czasu od wystąpienia urazu, nie jest wykluczone, że w rzeczywistości udar powstaje jeszcze wcześniej. Choć efekty "cichego udaru mózgu", jak sama nazwa wskazuje, nie powodują dramatycznych zmian z punktu widzenia pacjenta, można dostrzec pewne zaburzenia występujące znacznie częściej po przebyciu urazu. Badania wykazały na przykład, że powstająca martwica tkanki nerwowej doprowadza do takich zmian, jak np. uproszczenie sposobu mówienia i nawracające bóle głowy. Objawy te są przeważnie ignorowane i traktowane jako naturalna konsekwencja starzenia, choć powinny być postrzegane jako istotny symptom zagrożenia znacznie poważniejszym udarem. Jak zaznaczają lekarze, uniknięcie chorób związanych z powstawaniem zakrzepów jestniezwykle proste. Wśród najważniejszych zaleceń wymienia się m.in. obniżenie podaży cholesterolu w diecie, pozbycie się nadmiernej masy ciała oraz walka z cukrzycą typu 2., która jest najczęściej bezpośrednio związana z otyłością. Kondycję organizmu znacznie poprawia też aktywność fizyczna. Szczegóły badań dr. Seshadriego opublikowano w najnowszym numerze czasopisma Stroke.
-
Rezonans magnetyczny (MRI) to jedna z najdoskonalszych powszechnie używanych technik obrazowania medycznego. Daje wgląd do wnętrza ciała pacjenta, pokazując bardzo wiele szczegółów. Produkowany przez MRI obraz jest prezentowany w odcieniach szarości, a kontrast zależy od zawartości wody w obserwowanych tkankach. Uczeni z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardow i Technologii (NIST) pracują nad miniaturowymi magnesami, które pozwolą na stworzenie pełnokolorowego MRI. Zbudowanie takiego aparatu mogłoby pozwolić na obserwowanie organizmu na poziomie molekularnym. Naukowcy podkreślają, że wspomniane magnesy są dopiero na początkowych stadiach rozwoju i nie zostały jeszcze przetestowane. Podczas badania rezonansem magnetycznym linie pola magnetycznego atomów wodoru w tkankach ustawiają się równolegle do kierunku pola magnetycznego wytwarzanego przez urządzenie. Dodatkowo emituje ono fale radiowe, które tymczasowo zaburzają to ustawienie. Gdy fale przestają być emitowane, atomy wracają na swoją dotychczasową pozycję, emitując przy tym energię. Jest ona rejestrowana i po analizie przedstawiana w formie obrazu. Pomysł naukowców z NIST polega na użyciu miniaturowych cząsteczek działających jak magnesy. Powodują one możliwe do przewidzenia zmiany częstotliwości fal radiowych emitowanych przez tkanki. Zmiany te są bezpośrednio związane z wielkością i kształtem cząstek. W ten sposób, zmieniając kształt miniaturowych cząstek można oddać dowolny kolor. Cząsteczki składają się z dwóch magnetycznych dysków powiązanych niemagnetycznym połączeniem. Zmianie ulegają tylko te fale, które przechodzą pomiędzy dyskami. Amerykanie mówią, że taka technika pozwala na blokowanie określonych sygnałów, ich wzmocnienie bądź osłabienie. Oczywiście obecnie istnieją chemiczne kontrasty, które pozwalają na przyciemnianie lub rozjaśnianie pewnych obserwowanych tkanek. Jednak nie jest możliwe ścisłe kontrolowanie kształtu budujących je cząstek, przez co powodowane przez nie zmiany fal radiowych są przypadkowe. Na razie Amerykanie zrobili swoje miniaturowe magnesy z niklu, który jest toksyczny. Twierdzą jednak, że równie dobrze można wykonać je z bezpiecznego dla człowieka żelaza.
-
Aby umieć odróżnić bukiet zapachowy i smakowy uzyskiwany przez zastosowanie winogron z różnych szczepów, np. pionot noir i cabernet sauvignon, wcale nie trzeba się zapisywać na kursy dla somelierów. Wystarczy sobie nalać parę kieliszków i wąchać oraz próbować. Dość szybko mózg pomoże całkiem zwyczajnej osobie stać się początkującym enologiem, czyli znawcą win. Studium naukowców z Northwestern University pokazało, że mózg uczy się odróżniać podobne zapachy poprzez bierne zdobywanie doświadczenia. Rzuciło to nieco światła na proces, za pośrednictwem którego od momentu narodzin zdobywamy umiejętność rozpoznawania tysięcy woni. Eksperyment Amerykanów po raz pierwszy ujawnił, jak i gdzie mózg modyfikuje oraz uaktualnia informacje na temat zapachów. Połowa badanych przez 3 minuty wdychała zapach miętowy, druga połowa kwiatowy. Po okresie wydłużonej ekspozycji zapachowej wolontariusze stawali się ekspertami albo w zakresie mięty, albo w zakresie kwiatów (w zależności o tego, jaką woń im prezentowano). Gdy potem członkowie pierwszej grupy stykali się z jakimś miętowym zapachem, potrafili lepiej różnicować podobne wonie z całej gamy. Nie inaczej było w przypadku osób z grupy kwiatowej. Innymi słowy: badani wystawieni na działanie jednego zapachu miętowego stawali się ekspertami w dziedzinie innych miętowych woni. Testy wykazały, że umiejętności te utrzymywały się przez co najmniej 24 godziny (Neuron). Kiedy przez dłuższy czas masz kontakt z jednym zapachem, stajesz się ekspertem w zakresie woni należących do tej samej źródłowej kategorii — zauważa Jay Gottfried, profesor nadzwyczajny neurologii. Chcąc zmierzyć aktywność mózgu wolontariuszy w czasie eksperymentu, badacze posłużyli się rezonansem magnetycznym (MRI). Zobaczyli, że przedłużona ekspozycja zapachowa silniej aktywowała korę okołooczodołową (region związany z powonieniem, emocjami oraz motywacją). Pokrywało się to z poprawą umiejętności odróżniania podobnych zapachów. Wcześniej nikt nie wiedział, która część mózgu odpowiada za tego typu uczenie. My odkryliśmy, że nasilenie reakcji w obrębie kory okołooczodołowej pozwala przewidzieć, jak dobrym ekspertem zapachowym może się stać wskutek biernego uczenia dana osoba — tłumaczy Wen Li, szefowa badań. Informacje o zapachu nie są statyczne ani sztywno powiązane z jakimiś obszarami korowymi. Przeciwnie: są wysoce podatne na zmianę i mogą się nagle zmienić pod wpływem doświadczenia zmysłowego. Tę "giętkość" nazywa się plastycznością neuronalną.
-
Zgodnie z wynikami najnowszych badań (Dartmouth Medical School), starsze osoby, które narzekają na swoją pamięć mimo prawidłowych wyników w testach psychologicznych, mogą w rzeczywistości przejawiać pierwsze oznaki demencji. Dr Andrew Saykin i jego współpracownicy przebadali za pomocą MRI mózgi 120 osób: 40 pacjentów narzekających na ubytki pamięci przy braku demencji, 40 ze wczesną demencją i 40 z grupy kontrolnej. Wykluczono ludzi z zaburzeniami psychicznymi, chorobami mózgu oraz poniżej 60. roku życia. Pewne obszary mózgu narzekających na pamięć wyglądały podobnie jak u pacjentów ze wczesną demencją, inne nie różniły się od swoich odpowiedników u zdrowych osób. Subiektywne narzekania na utratę pamięci mogą u pewnych osób oznaczać wczesny etap procesu demencji — napisali badacze w raporcie zamieszczonym na łamach pisma Neurology. Naukowcy zalecają, by monitorować i oceniać w czasie funkcjonowanie starszych osób narzekających na poważne ubytki pamięci. Ponieważ w omawianym badaniu wzięły głównie udział osoby wykształcone, z wysokim ilorazem inteligencji, zespół Saykin chce w przyszłości zbadać inne grupy pacjentów.
-
Badania amerykańskich naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory oraz University of California dają nadzieję na zbudowanie niewielkiego, taniego urządzenia do przeprowadzania rezonansu magnetycznego. Uczeni stworzyli bardzo czuły laserowy wykrywacz, który jest w stanie pracować w temperaturze pokojowej. Obecnie wykorzystywany rezonans magnetyczny (MRI) działa dzięki pomiarom sygnałów z jąder atomowych, których spiny zostały odwrócone za pomocą silnego pola magnetycznego. Jako że różne atomy wysyłają różne sygnały otrzymujemy wyraźne obrazy materiałów poddanych skanowaniu. Odbiór sygnałów wymaga stosowania olbrzymich magnesów, które muszą być schłodzone do bardzo niskich temperatur by wykazywać właściwości nadprzewodzące. Z tego też względu urządzenia do MRI są bardzo duże i niezwykle drogie. Amerykanie postanowili opracować nowy, czuły wykrywacz i wykorzystali do tego celu laser. Za pomocą jego spolaryzowanego światła ustawili w szeregu atomy rubidu znajdujące się w gazowym stanie skupienia. Atomy, poddane działaniu pola magnetycznego zmieniały swoje ustawienie, a laser mierzył zachodzące w nich zmiany. Dzięki temu można było zrezygnować z potężnych, mocno schłodzonych magnesów odbierających sygnały. Amerykanie nazwali swoje urządzenie "wykrywaczem magnetooptycznym". Jest on niemal tak czuły jak nadprzewodzące urządzenie do interferencji kwantowej (SQUID). Jednak zarówno SQUID jak i skanery MRI wymagają niezwykle niskich temperatur. "Nasz wykrywacz jest prosty w budowie i pracuje w temperaturze pokojowej" - mówi Dmitri Budker, jeden z naukowców z University of California. Drugie z ważnych urządzeń, które pozwoliły na zbudowanie niedużego skanera MRI, powstało dzięki zespołowi chemika Alexandra Pinesa. Uczeni wykorzystali wodę przepływającą przez tubę, do swoistego przenoszenia danych magnetycznych. Woda została w jednym końcu tuby poddana działaniu pola magnetycznego, a w sekundę później, gdy przepłynęła na drugi koniec, użyto laserowego wykrywacza do odczytu odpowiedzi z jąder atomowych wody. Co więcej, dzięki takiej technice sygnały mogą zostać wzmocnione, co poprawia dokładność odczytu. Naukowcy połączyli następnie obie techniki i konstruowali niewielkie urządzenie (na tyle nieduże, że można je postawić na stole), które działa jak skaner MRI. Uczeni twierdzą, że w niedalekiej przyszłości urządzenie uda się zmniejszyć do rozmiarów kieszonowych. Potencjalne zastosowania takiego urządzenia są bardzo szerokie: od skanowania minerałów i płynów, po analizy biochemiczne i obrazowanie medyczne.