Scanner de cerveau de nouvelle génération utilise la technologie optique


Scanner de cerveau de nouvelle génération utilise la technologie optique

Une nouvelle approche optique de la numérisation cérébrale se compare favorablement aux techniques de neuroimagerie telles que le PET et l'IRM, selon une nouvelle étude. À l'aide de petites lumières LED pour suivre ce qui se passe dans le cerveau, la technologie est sans rayonnement et ne nécessite pas d'aimants volumineux.

Dans le journal Nature Photonics , Des scientifiques de l'École de médecine de l'Université de Washington à St. Louis (WUSTL), MO, rapportent comment ils ont évalué la nouvelle technologie - appelée tomographie optique diffuse ou DOT - contre l'IRM fonctionnelle (IRMF).

Les scientifiques ont développé le DOT depuis plus de 10 ans, mais son utilisation a été principalement limitée à la recherche, car elle n'a pu que scanner de petites régions du cerveau à la fois. Mais les auteurs de cette nouvelle étude croient que DOT montre maintenant le potentiel en tant que substitut de l'IRMF.

Le nouveau système DOT couvre les deux tiers du crâne et, pour la première fois, peut analyser l'activité cérébrale dans plusieurs régions et réseaux, y compris ceux impliqués dans le langage et l'auto-réflexion. L'auteur principal Joseph Culver, professeur agrégé de radiologie, explique:

«Avec la qualité d'image améliorée du nouveau système DOT, nous nous rapprochons beaucoup de la précision de l'IRMF. Nous avons constaté un certain niveau de précision que, dans l'avenir, pourrait rendre la neuroimagerie optique beaucoup plus utile dans la recherche et la clinique".

L'équipe affirme que le DOT est idéal pour les enfants car les patients peuvent se déplacer librement pendant qu'ils sont scannés. Il est également idéal pour les patients présentant des stimulateurs cardiaques, des implants cochléaires, des stimulateurs du cerveau profond (utilisé pour traiter les maladies de Parkinson) et d'autres dispositifs implantés. L'IRM utilise des champs magnétiques qui peuvent perturber de tels dispositifs ou les rendre dangereux. Avec DOT, il n'y a pas tel danger.

La technologie portable de DOT permet au lecteur d'être amené au patient

Un autre avantage important est que DOT peut être conçu pour être portable, permettant au scanner d'être amené au chevet du patient ou dans la salle d'opération.

L'unité complète prend un espace un peu plus grand qu'une cabine téléphonique à l'ancienne à l'intérieur de laquelle le patient porte un capuchon recouvert de sources lumineuses et de capteurs connectés aux câbles. Cependant, les chercheurs ont également fait des versions montées sur des chariots et continuent à travailler sur de nouvelles façons de rendre la technologie encore plus portable.

DOT travaille en retraçant les jonctions de sang oxygéné pour alimenter les zones actives du cerveau - plutôt que lorsque nos joues deviennent rouges quand nous rougissons. La lumière transmise à travers la tête change de couleur lorsqu'elle passe à travers des tissus cérébraux avec différentes quantités de ruée vers le sang, et DOT reprend les changements dynamiques dans les couleurs.

Une autre méthode de balayage qui est couramment utilisée pour cartographier l'activité cérébrale est la tomographie par émission de positons ou le PET, qui utilise le rayonnement. Mais le nombre de fois que les patients peuvent subir des examens PET est limité en raison des risques posés par l'exposition au rayonnement.

DOT n'utilise pas de rayonnement, de sorte que des analyses multiples au fil du temps pourraient être utilisées pour surveiller les patients atteints de lésions cérébrales, d'autisme ou de maladies cérébrales progressives telles que la maladie de Parkinson.

L'étude montre que le DOT se compare favorablement à l'IRMF

Dans un test, les chercheurs ont pris des analyses DOT et fMRI des mêmes sujets et ont cherché la zone de Broca, une zone clé du lobe frontal utilisé dans le langage et la parole. Il y a eu un chevauchement approximatif de 75% entre la région du cerveau identifiée par le DOT et celle identifiée par l'IRMF.

Les auteurs de la nouvelle étude croient que DOT montre maintenant le potentiel en tant que substitut de l'IRMf.

Dans un autre test, ils ont utilisé le DOT et l'IRMF pour détecter les réseaux de cerveaux actifs pendant le repos ou la «rêverie». Ces domaines attirent de plus en plus d'intérêt dans la recherche et ont été liés à l'autisme, à la maladie d'Alzheimer et à la schizophrénie. DOT et fMRI ont choisi le même groupe de trois régions dans les deux hémisphères, notez les chercheurs.

Bien que DOT ne puisse pas révéler ce qui se passe profondément dans le cerveau, il est fiable jusqu'à une profondeur d'un centimètre, disent les auteurs. Mais à l'intérieur d'un centimètre, se trouvent certaines des parties les plus importantes et intéressantes du cerveau, y compris les régions qui traitent de la mémoire, de la langue et de la conscience de soi.

Des fonds provenant des instituts nationaux de la santé, du McDonnell Center for Systems Neuroscience et d'autres sources ont aidé à financer l'étude.

Prof. Culver et WUSTL ont également déclaré une participation financière dans une entreprise à laquelle l'université a autorisé la technologie d'imagerie optique associée.

En février 2014, Medical-Diag.com Ont rapporté des résultats de tests prometteurs d'une nouvelle méthode d'imagerie sans rayonnement pour diagnostiquer le cancer. Les chercheurs ont déclaré qu'ils espéraient que la nouvelle technique permettra de résoudre l'énigme de la nécessité de scanner les tumeurs à différents stades sans augmenter le risque de tumeurs secondaires en raison de l'augmentation de l'exposition aux rayonnements.

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