新研究首次表明，可穿戴大脑扫描仪可以测量人们站立和走动时的大脑功能。这一突破可以帮助更好地理解和诊断一系列影响运动的神经系统问题，包括帕金森病、中风和脑震荡。
为了实现这项新技术，诺丁汉大学物理学院的研究人员开发了一种新的磁场控制系统设计。这允许比以往任何时候都可能实现更大程度的对象移动。结果已发表在 NeuroImage上。
独特的可穿戴大脑扫描仪系统使用小型乐高积木大小的传感器——称为光泵磁力计 (OPM)——来测量大脑中细胞活动产生的磁场——一种称为脑磁图或 MEG 的技术。这些传感器被集成到一个轻型头盔中。独特的设计意味着该系统可以适应任何人，从新生儿到成人，传感器可以放置在更靠近头部的位置，从而显着提高数据质量。这是对传统脑部扫描仪的一大进步，传统脑部扫描仪体积庞大且固定，需要患者在扫描过程中保持静止。
然而，OPM 必须在精确的零磁场下运行才能变得足够灵敏以测量大脑信号，这意味着它们必须在磁屏蔽室 (MSR) 内运行。这个房间必须包含额外的设备，可以精确控制比地球磁场小 50,000 倍的磁场。这个问题的现有解决方案使用复杂的线型在小的固定区域上生成抵消场。这允许人们在坐着时移动他们的头部，但不能允许走动。
诺丁汉团队现在设计了一个由多个简单方形线圈组成的“矩阵线圈”系统。线圈电流可以实时重新配置，以补偿可灵活放置在线圈内的移动区域上的磁场，从而为人们在扫描期间提供更大的移动范围。
诺丁汉大学研究员 Niall Holmes 领导了这项研究，他说：“通过使用矩阵线圈允许更大的运动，我们可以第一次实现许多以前被认为不可能的扫描场景，但是有可能显着扩大我们对大脑在运动、神经发育和一系列神经问题中究竟发生了什么的理解。”
Matt Brookes 教授在诺丁汉领导 MEG 研究并说：“就在 5 年前，当人们在房间里走来走去时获取人脑电生理学的高分辨率图像的想法似乎来自科幻小说。矩阵线圈使这成为现实!这些应用涵盖了一个巨大的领域，从基本的神经科学问题(例如幼儿如何学会走路)到临床挑战(例如为什么老年人容易跌倒)。想想这项技术已经走了多远令人难以置信，想象它的发展方向更令人难以置信”。
该大学于 2020 年成立了分拆公司 Cerca Magnetics ，以将 OPM-MEG 研究系统推向市场。该可穿戴系统已安装在全球许多研究机构中，包括英国的 Young Epilepsy's Health and Research Center。该团队目前正在努力 获得 Cerca 系统的 临床批准，以使其更接近于在临床环境中使用。
Niall 补充道：“我们很高兴与 Cerca 合作，将这种新的线圈设计纳入商业系统，并看看我们的工作将促成哪些新的研究。”
这项工作是英国量子技术计划的一部分，由工程和物理研究委员会以及美国国立卫生研究院和惠康基金会资助。
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