Aivotoimintaa on mahdollista mitata nykyistä tarkemmin uudenlaisilla, pään pinnalle asetettavilla magneettikenttäantureilla. Hermosolujen magneettikenttiä mittaavien anturoiden etuna on se, että ne mukautuvat pään kokoon ja niiden etäisyys aivojen pinnasta on vain noin puolet siitä, mitä se on nykyisissä magnetoenkefalografia- eli MEG-laitteissa.

Aalto-yliopisto kehittää parhaillaan antureita hyödyntävää aivokuvantamislaitetta.

– Nykyisissä kaupallisissa MEG-laitteissa anturisto ei mukaudu kuvattavan henkilön pään muotoon, vaan samaa suurikokoista anturikypärää käytetään sekä aikuisille että vastasyntyneille. Kun etäisyys aivojen pinnasta lähimpään anturiin on useita senttimetrejä, magneettikenttä vaimenee ja samalla tarkkuus aivojen aktivaatioiden paikantamisessa heikkenee, kertoo Aalto-yliopiston professori Lauri Parkkonen tiedotteessa.

– Mittaustulosten tarkkuus lähestyy kallon sisäpuolelta tehtyjen mittauksien tarkkuutta.

MEG:n avulla tutkijat mittaavat aivojen sähköisen toiminnan synnyttämiä magneettikenttiä. Näin he voivat pään ulkopuolelta tehtävillä mittauksilla selvittää, mitkä aivoalueet ovat aktiivisia eli missä tapahtuu vilkasta viestintää hermosolujen välillä.

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 magneettikenttäanturit perustuvat suprajohtavuuden sijaan kvanttioptiikkaan, joten niitä voidaan siksi käyttää huoneenlämmössä.

Parkkonen ryhmineen vertasi tuoreessa tutkimuksessaan pään pinnalle tulevaa magneettikenttäanturistoa tällä hetkellä käytössä olevan MEG-laitteen suprajohtaviin antureihin. Pään pinnalle asetetuilla antureilla mitatut aivosignaalit olivat suurempia ja keskimäärin parempilaatuisia, mikä johtui pienemmästä mittausetäisyydestä.

Tutkimus myös osoitti, että uudet anturit pystyvät kuvantamaan aktivoituneen aivoalueen luotettavasti.

Anturit kaipaavat vielä jatkokehitystä ennen kuin ne voidaan ottaa kliiniseen käyttöön.

– 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 Parkkonen.

Koko pään kattava laite, jonka sadat magneettikenttäanturit toimivat luotettavasti, saadaan valmiiksi vasta vuosien kuluttua.

Parkkonen on kuitenkin 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.

Tulevaisuudessa uusista mittauslaitteista voi olla hyötyä erityisesti epilepsian hoidon suunnittelussa. Uudet magneettikenttäanturit voivat parantaa aivojen epileptisten alueiden paikannusta ennen leikkausta.

– Uuden anturijärjestelmän avulla voidaan tarkemmin nähdä, mistä kohtaa aivoja epileptiset purkaukset saavat alkunsa ja minkälainen epileptinen aivoalueiden verkosto on syntynyt.