Создан сверхчувствительный детектор магнитного поля отдельных нервов
Датские и русские ученые создали неинвазивный способ измерения магнитного поля отдельных нервов, что действующий при комнатной температуре и владеет фактически неограниченной чувствительностью. О собственной работе они сообщили в публикации, препринт которой дешёв на сайте arxiv.org.
Сигнал распространяется по нервным волокнам в виде электрического потенциала действия. Регистрация электрической активности нервов критически серьёзна для изучения физиологии нервной диагностики и системы ее болезней. Но для измерения электрического потенциала нервного волокна нужно соединить его с микроэлектродом, что требует хирургического вмешательства.
Помимо этого, само подключение электрода может искажать характеристики сигнала.
Исходя из этого электрическую активность нервов измеряют по создаваемому ей магнитному полю. Это поле весьма слабо, и для его регистрации требуются точные способы. С 1980-х годов таким способом служила магнитометрия с помощью сверхпроводящего квантового интерферометра (СКВИД, от англ.
SQUID, Superconducting **Quantum **Interference **Device). Данный способ громоздок, дорогостоящ, требует охлаждения проводника до сверхнизких температур и может измерять лишь магнитное поле нерва, пропущенного через спираль детектора, что делает его использование в клинике неосуществимым.
Сотрудники Копенгагенского и Петербургского университетов применяли в работе модифицированный оптический ядерный магнитометр собственной разработки. В базе его действия лежит свойство атомов газообразного цезия поляризовать свет под действием внешнего магнитного поля (цезий был выбран из-за большого давления его насыщенного пара,снабжающего высокую точность измерений при комнатной температуре). В качестве источника поляризуемого света употребляется лазер.
Измерение магнитного поля проводится в двух режимах — постоянном и импульсном. Все это помогло достигнуть точности измерений, ограниченной лишь квантовыми эффектами; прибор способен зафиксировать магнитные поля индуктивностью менее пикотесла (10–12 тесла).
Датчик, воображающий собой паровую камеру с цезием, имеет внутренний диаметр 5,3 миллиметра и толщину стены 0,85 миллиметра,что разрешает проводить точные измерения на расстоянии четырех миллиметров от нервного волокна, то имеется, к примеру, через кожу. Опробования на седалищном нерве лягушки разрешили при комнатной температуре зарегистрировать электрическую активность нервных ее изменения и волокон в настоящем времени.
«Таковой магнитометр подходит для медицинской диагностики в таких физиологических и клинических областях как кардиография плода, регистрация синаптических сотрудничеств в сетчатке глаза и магнитоэнцефалографии», — пишут авторы изучения.
Создатель: Олег Лищук