سیستم تصویر برداری طیف نگاری کارکردی مادون قرمز طراحی شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه علوم وفنارویهای شناختی، یک تیم تحقیقاتی فنی و مهندسی در دانشگاه فردوسی مشهد با حمایت ستاد توسعه علوم و فناوری های شناختی و در راستای توسعه و پیشرفت فنآوریهای شناختی، موفق به طراحی و ساخت سیستم ثبت تصویربرداری  fNIRS برای مانیتورینگ فعالیت همودینامیک مغز شد.

دکتر جواد صفایی عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد عنوان کرد: محققان در این تلاش تحقیقاتی توانستند سیستم بسیار حساس، دقیق و قابل اتکا برای تصویربرداری نوری از مغز به روش fNIRS را بر پایه تجربیات توسعه آن مشابه در اروپا در این مرکز علمی طراحی کنند.

وی گفت: سیستم تصویر برداری طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک، یک تکنولوژی تصویر برداری نوری است که می تواند پاسخ های همودینامیک مرتبط با فعالیت عصبی در مغز و یا بافت عضلات را اندازه گیری کند.
 
به گفته وی این سیستم را می توان به آسانی و به صورت همزمان با دیگر سیستم ها مانند EEG، ECG، سیستم ردیابی چشم، تنفس، فشار خون و دیگر فعالیت ها مورد استفاده قرار داد تا بتوان ارزیابی جامع تری از فعالیت مغز انسان به دست آورد.

صفایی اضافه کرد: از طریق طراحی و ساخت این سیستم می توان امکان تجزیه و تحلیل کمّی عملکردهای مختلف مغزی از قبیل حافظه کاری، تصمیم گیری، طرح ریزی، توجه، حل مسئله و غیره در حین انجام تکالیف شناختی را برای محققان فراهم کرد. 

عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد با بیان اینکه انعطاف پذیری فراهم شده توسط این تکنولوژی برای طراحی مطالعاتی در محیط واقعی زندگی افراد، یکی از نقاط قوت قابل توجه آن خواهد بود، یادآور شد: این روش، میزان جذب نور در طیف مادون قرمز نزدیک (700 تا 900 نانومتر) توسط هموگلوبین اکسیژنه و دی اکسیژنه موجود در خون را اندازه گیری کرده و مشابه با تصویر برداری تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI)، اطلاعات مهمی در مورد فعالیت کارکرد مغز فراهم می نماید. 

وی افزود: در این روش، پرتو نور به سطح پوست تابانده می شود، با توجه به ضرایب جذب و پراکنش بافت، بخشی از فوتونهای نور تابیده شده جذب و بخشی نیز پخش می شوند و با اندازه گیری تغییرات در مشخصه های امواج نوری بازگشتی از بافت مورد نظر، می توان تغییرات غلظت کروموفورها در بافت مغز یا عضله، و در نتیجه رفتار همودینامیک آن را ارزیابی کرد. 

این محقق ادامه داد: تکنولوژی 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 و گفت:  fNIRS و fMRI به تغییرات فیزیولوژیکی مشابهی حساس هستند و در نتیجه می توان داده های ثبت شده توسط این دو فناوری را با هم مقایسه کرد.

صفایی خاطر نشان کرد:  fNIRSقادر به اندازه گیری تغییرات غلظت هر دو هموگلوبین اکسیژنه و دی اکسیژنه می باشد، در حالی که  fMRIتنها حساس به تغییرات هموگلوبین دیاکسیژنه است. همچنین سرعت نمونه برداری در سیستم های fNIRS می تواند بسیار بالاتر از fMRI باشد، و هزینه ساخت و توسعه سیستم های fNIRS موج پیوسته نسبت به fMRI بسیار کمتر است.

وی گفت: اندازه گیری فعالیت های مغزی توسط  fNIRS عموما به قشر مغز محدود شده و تفکیک پذیری مکانی در محدوده سانتی  متر خواهد بود در حالی که fMRI محدودیت عمق در تصویربرداری ندارد و لذا می توان بافتهای عمیق تر از قشر مغز را با تفکیک پذیری مکانی محدوده میلیمتر مانیتور کرد.