Aalto-yliopiston tutkijat kehittävät aivokuvantamislaitetta, jossa hyödynnetään uudenlaisia pään pinnalle asetettavia magneettikenttäantureita. Ratkaisu mukautuu pään kokoon, jonka ansiosta signaalit voidaan mitata lähes yhtä tarkasti kallon päältä kuin sen sisäpuolelta.
Anturien etäisyys aivojen pinnasta on vain noin puolet siitä, mitä se on nykyisissä magnetoenkefalografia- eli MEG-laitteissa. Lapsia tutkittaessa etäisyys pienenee vielä tätä enemmän.
Nykyisissä MEG-laitteissa käytetään suprajohtavuuteen perustuvia antureita, jotka edellyttävät toimiakseen erittäin matalia lämpötiloja. Laitteissa oleva nestemäinen helium pitää anturit kylminä, ja laitteet ovat tämän vuoksi suurikokoisia ja kalliita.
Aalto-yliopiston tutkijoiden käyttämät magneettikenttäanturit perustuvat suprajohtavuuden sijaan kvanttioptiikkaan, ja niissä magneettikenttään reagoiva kaasu on lähes huoneenlämmössä.
”Toistaiseksi anturit eivät ole vielä riittävän stabiileja ja herkkiä. Ne myös häiritsevät toisiaan, jos ne ovat liian lähekkäin. Lisäksi anturit valmistetaan käsityönä, mikä on kallista”, kertoo professori Lauri Parkkonen.
Parkkonen on luottavainen, koska teknologia kehittyy valtavaa vauhtia. ”Osan päästä kattavia MEG-mittauslaitteita voi valmistua jo melko pian. Koko pään kattava laite, jonka sadat magneettikenttäanturit toimivat luotettavasti, saadaan valmiiksi vasta vuosien kuluttua”, hän sanoo.
Tuoreessa tutkimuksessaan Parkkonen ryhmineen vertasi pään pinnalle tulevaa magneettikenttäanturistoa tällä hetkellä käytössä olevan MEG-laitteen suprajohtaviin antureihin. Tuloksien mukaan uudet anturit pystyvät kuvantamaan aktivoituneen aivoalueen luotettavasti ja entistä tarkemmin.
MEG-laitteen tutkimus on pääosin Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) rahoittama. Parkkosen ryhmä on myös mukana Euroopan unionin Quantum Flagship -miljardihankkeen macQsimal-projektissa, jossa antureita kehitetään edelleen.
Lisää: Erittäin herkkää anturiteknologiaa kehittävä macQsimal-projekti: Miniature Atomic Vapor-Cells Quantum Devices for Sensing and Metrology Applications (LINKKI)
Kuva: Uusien magneettikenttäantureiden etäisyys aivojen pinnasta on vain noin puolet siitä, mitä se on nykyisissä magnetoenkefalografia- eli MEG-laitteissa. Kuva: Lauri Parkkosen tutkimusryhmä ja Mika Seppä.