Bilim insanları, non-invaziv (vücuda müdahale etmeyen) beyin görüntüleme için yeni bir teknik geliştirdi. Bu çığır açan yöntem, ışığı kafanın bir tarafından diğer tarafına, yani beynin tamamından geçirmeyi başarıyor.
Günümüzde taşınabilir ve uygun maliyetli beyin izleme yöntemlerinin başında fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) geliyor. Ancak bu teknoloji yalnızca birkaç santimetre derinliğe kadar inebiliyor. Beynin daha derin katmanlarını incelemek içinse daha büyük ve pahalı MRI cihazları gerekiyor.
İskoçya'daki bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen yeni yöntem, fNIRS'in hassasiyetini artırarak, kemik, nöron ve dokuların karmaşık yapısından oluşan insan kafatasının tamamından ışık geçirebilmeyi mümkün kıldı.
Bu başarıya ulaşmak için bazı ayarlamalar yapıldı: Araştırmacılar, yakın kızılötesi lazerin gücünü (güvenli sınırlar içinde) artırdılar ve daha kapsamlı bir ışık toplama sistemi kurdular.
Bu ayarlamalara rağmen, deneyler sırasında kafanın bir tarafından diğerine geçen foton sayısı oldukça azdı. Ancak bu gelişme, kafatasını açmadan beynimizin içinde neler olup bittiğine dair kritik bilgiler sağlayabilecek, daha derinlere inen taşınabilir görüntüleme yöntemleri için umut verici bir başlangıç.
Araştırmacılar yayınladıkları makalede, "Bu bulgular, non-invaziv, ışık tabanlı beyin görüntüleme teknolojilerini yetişkin insan kafasındaki derin kritik biyobelirteçlerin tomografisine genişletme potansiyelini ortaya koyuyor." ifadelerini kullanıyor.
Yine de, bu tekniğin henüz bazı sınırlamaları var. Süreç, çalışmaya katılan sekiz katılımcıdan sadece birinde başarılı oldu: açık tenli ve kel bir erkek. Ayrıca, oldukça spesifik bir kurulum ve yaklaşık 30 dakika gibi uzun bir tarama süresi gerektiriyor.
Araştırmacılar bu sınırlamaları kabul ediyorlar ancak fNIRS kullanarak ışığı bir insan kafasının tamamından geçirmenin mümkün olduğunu kanıtlamak için bazı değişkenlerden (hız gibi) ödün verdiklerini belirtiyorlar – ve bunu başardılar.
Fotonların kafatası içindeki hareketini tahmin etmek için detaylı 3D kafa taramalarına dayalı bilgisayar modelleri kullanıldı. Bu modeller, toplanan gerçek ışık miktarıyla yakından eşleşerek sonuçlara ek güvenilirlik kattı.
Dahası, araştırma ışığın kafanın içinde rastgele dağılmadığını, daha çok belirli yolları takip ettiğini de ortaya koydu. Bu yollar arasında beyin omurilik sıvısı gibi daha şeffaf kısımlar da bulunuyor. Bu bilgi, gelecekteki beyin taramalarının daha iyi hedeflenmesine yardımcı olabilir.
Araştırmacılar, "Kafadaki farklı kaynak konumları, beynin derin bölgelerini seçici olarak izole edebilir ve inceleyebilir." diyor.
fNIRS'in avantajları, nispeten ucuz ve kompakt bir teknoloji olmasıdır. Bu teknoloji sayesinde, inme, beyin hasarı ve tümör taramalarının daha geniş bir kitle için daha erişilebilir hale geldiğini hayal edebiliriz.
Gelecekteki görüntüleme cihazları geliştirilirken, bu araştırma beynin daha derinlerine inen teknikler için faydalı olacaktır – tam kafadan ışık geçirme işleminin pratik olarak kullanılabilir bir zaman dilimine ulaşması biraz zaman alabilir.
Beyin taramalarının, gençlerde ergenliği anlamaktan, hayatımızın sonlarına doğru hastalıkları tedavi etmeye kadar her alanda muazzam bir değere sahip olduğunu biliyoruz, bu nedenle burada çok büyük bir potansiyel yatıyor.
Araştırmacılar, "İnsan beyninin non-invaziv görüntülenmesi için optik yöntemler, elektroensefalografi (EEG) gibi ucuz ve taşınabilir cihazlar ile fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) gibi pahalı, yüksek çözünürlüklü cihazlar arasındaki teknoloji boşluğunu doldurma potansiyeli taşıyor." şeklinde yorum yapıyor.
