[Video] Các nhà khoa học ghi lại được nhịp đập của não, với biên độ nhỏ hơn cả đường kính sợi tóc

Trái tim không đập cô đơn bên trong lồng ngực bạn. Khi nó co lại để bơm máu đi khắp cơ thể, các cơ quan khác cũng đập nhẹ theo nhịp trái tim để hưởng ứng. Bây giờ, một kỹ thuật chụp cộng hưởng từ (MRI) đã phát triển đến độ ghi lại được những “nhịp đập” cỡ micromet của não bên trong sọ.

Thước phim ghi lại khoảng khắc vô cùng hấp dẫn đó vừa được công bố trên tạp chí Magnetic Resonance in Medicine. Như các nhà khoa học tuyên bố, họ làm điều này không phải chỉ cho vui: Video ghi lại nhịp đập của não sẽ được dùng để chẩn đoán các tình trạng khó nhận biết từ bên ngoài bệnh nhân, ví dụ như chứng phình động mạch và chấn thương sọ não.

Các nhà khoa học ghi lại được nhịp đập của não, với biên độ nhỏ hơn cả đường kính sợi tóc

Hiển nhiên, không ai muốn não mình đập như một trái tim, như vậy sẽ giống như những gì bạn gặp phải trong một tai nạn giao thông. Trên thực tế, những nhịp đập của não bộ có biên độ dịch chuyển cực kỳ nhỏ, chỉ từ 10-150 micromet, nghĩa là chưa bằng đường kính của một sợi tóc.

Đó là lý do ngay cả những thiết bị cộng hưởng từ mạnh nhất trước đây cũng rất khó ghi lại được những nhịp đập này. Nhưng bây giờ, một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Stanford, Viện Công nghệ Stevens, và Đại học Auckland ở New Zealand đã tìm ra cách để khuyếch đại chuyển động của não bộ và ghi hình nó.

Họ đã phát triển kỹ thuật này trong 2 năm, đặt tên nó là chụp MRI khuếch đại theo pha. Kỹ thuật này hoạt động bằng cách kết hợp máy chụp cộng hưởng từ thông thường với một máy đo nhịp tim. Một thuật toán được sử dụng để khuếch đại chuyển động của não bộ và thể hiện nó bằng video thời gian thực.

"Chúng tôi muốn thử khuếch đại các chuyển động nhẹ của não theo từng nhịp tim đập, và ghi hình lại chuyển động tự nhiên đó", kỹ sư cơ khí Mehmet Kurt tại Viện Công nghệ Stevens cho biết.

Trong quá trình ghi hình, bệnh nhân được cho đeo một máy đo nhịp tim, nhờ vậy, các nhà khoa học sẽ đồng bộ được nhịp đập của tim và não. Thuật toán sau đó được áp dụng để ghi lại sự chuyển động của máu và dịch tủy trong não (dòng chảy của chúng dường như tương ứng với nhịp tim của bệnh nhân).

Cuối cùng là một công đoạn cực kỳ khó đã được giải quyết: Hình ảnh thời gian thực bên trong hộp sọ với tất cả các bộ phận giải phẫu học của não; chuyển động của mô não, máu và lưu lượng dịch não tủy đều được khuyếch đại đồng đều và ghi hình lại.

Điều này cho phép các bác sĩ có khả năng quan sát tốt hơn so, với phương pháp chụp MRI trước đây. Họ đã quan sát được những dịch chuyển cực nhỏ của bộ não, đặc biệt là ở những vùng dao động nhiều nhất, chẳng hạn như giữa não và tủy sống.

Dưới đây là video so sánh ảnh chụp não bộ bằng kỹ thuật MRI cũ và kỹ thuật mới:

"Những gì chúng tôi đang cố gắng làm thực sự rất quan trọng: phát hiện các chuyển động bất thường trong não để chẩn đoán và theo dõi các rối loạn liên quan", Mehmet Kurt cho biết.

Ý tưởng mà các nhà khoa học đưa ra, là những rối loạn trong não (ví dụ như chứng phình động mạch, tràn dịch não, chấn thương sọ não và các bất thường cấu trúc khác) sẽ khiến nhịp đập của não bị ảnh hưởng so với bình thường.

Bằng cách tìm ra những bất thường này, họ sẽ chẩn đoán được các tình trạng đó, thường sẽ bị ẩn giấu mà không gây ra triệu chứng bên ngoài bệnh nhân.

Để kiểm tra cách tiếp cận, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm kỹ thuật mới trên một bệnh nhân có tình trạng gọi là dị dạng Chiari type I, trong đó mỗ não của họ bị chảy xuống cột sống do hộp sọ có hình dạng bất thường.

Đoạn phim quay lại nhịp đập não của bệnh nhân này cho thấy nó có biên độ lớn hơn đáng kể so với một người bình thường khác, cũng được quay phim lại não bộ.

“Nhìn được và hiểu rõ hơn các tính chất sinh học của não có thể đưa đến khả năng phát hiện và theo dõi các rối loạn não sớm hơn”, Kurt cho biết. "Nó cũng có thể giúp phòng ngừa các căn bệnh và tổn thương não, khi những kiến thức được ứng dụng để thiết kế các loại mũ bảo hiểm tốt hơn".

Tham khảo Sciencealert