Licht passeert menselijk hoofd terwijl wetenschappers uit Glasgow de grenzen van hersenbeeldvorming doorbreken
Wetenschappers van de Universiteit van Glasgow hebben bewezen dat licht van de ene kant van een menselijk hoofd naar de andere kan reizen. Dit opent compleet nieuwe perspectieven voor niet-invasief hersenonderzoek, met name in de diepere hersengebieden. Hoewel de technologie nog in de kinderschoenen staat, zou deze baanbrekende ontdekking een revolutie teweeg kunnen brengen in de neurologische diagnostiek.
Tot nu toe waren optische hersenscans zoals functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) beperkt tot oppervlakkige hersenlagen. De techniek, gewaardeerd om zijn draagbaarheid en lage kosten, maakte analyse van hersenactiviteit mogelijk door de lichtabsorptie door bloed te meten – maar de scan reikte slechts tot een diepte van 4 centimeter, waardoor hij onbruikbaar was voor het in beeld brengen van diepere structuren zoals de hippocampus, verantwoordelijk voor het geheugen, of de amygdala, het centrum van emoties.
Een team van de Universiteit van Glasgow, onder leiding van dr. Tim Durduran, voerde een experiment uit waarvan velen voorheen dachten dat het pure fantasie was. Met behulp van krachtige lasers en hypergevoelige detectoren stuurden de onderzoekers een gepulste lichtbundel naar de ene kant van het hoofd van een volwassen vrijwilliger en plaatsten ze een detector aan de andere kant.
"Dit is de eerste keer dat het mogelijk is gebleken om fotonen te volgen die door het breedste punt van het menselijk hoofd zijn gegaan", schreven de onderzoekers in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Neurophotonics .
Om de resultaten te bevestigen, voerde het team ook geavanceerde computersimulaties uit. Ze ontdekten dat de werkelijke lichtbeweging door het hoofd overeenkwam met de wiskundige modellen. Bovendien beweegt het licht zich niet willekeurig voort – het kiest meestal 'gemakkelijkere' paden, zoals door hersen- en ruggenmergvocht, waardoor het minder verstrooid wordt.
Voorlopig werkt de methode alleen onder extreme omstandigheden. De meting vereist 30 minuten en een perfect gladde, lichte hoofdhuid – bij voorkeur zonder haar. Maar zoals de auteurs van de studie benadrukken, is het doel niet om een kant-en-klaar apparaat te creëren, maar om de grenzen van de mogelijkheden te verleggen.
"Dit extreme geval van het detecteren van licht diametraal door het hele hoofd zou de gemeenschap kunnen inspireren om de mogelijkheden van de volgende generatie fNIRS-systemen te heroverwegen", aldus de onderzoekers.
Dankzij de verdere ontwikkeling van deze technologie zullen in de toekomst draagbare optische apparaten ontwikkeld kunnen worden waarmee de toestand van de hersenen ook buiten grote ziekenhuizen gemonitord kan worden. Dit kan met name nuttig zijn bij het diagnosticeren van beroertes, letsel of hersentumoren – vooral op plaatsen waar geen toegang is tot magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) of computertomografie.
politykazdrowotna
