نقشه برداری مغز

نقشه برداری مغز مجموعه ای از تکنیک های علوم اعصاب است که بر روی نگاشت کمیت ها یا ویژگی های (بیولوژیکی) بر روی نمایش های فضایی مغز (انسانی یا غیر انسانی) که منجر به نقشه ها می شود.

طبق تعریفی که در سال 2013 توسط انجمن نقشه برداری و درمانی مغز (SBMT) ایجاد شد، نقشه برداری مغز به طور خلاصه به عنوان مطالعه آناتومی و عملکرد مغز و نخاع از طریق استفاده از تصویربرداری، ایمونوهیستوشیمی، مولکولی تعریف می شود. و اپتوژنتیک، سلول های بنیادی و زیست شناسی سلولی، مهندسی، فیزیولوژی عصبی و نانوتکنولوژی.

تاریخچه تصویربرداری عصبی

اولین تکنیک تصویربرداری عصبی تا کنون به اصطلاح «تعادل گردش خون انسان» است که توسط آنجلو موسو [1] در دهه 1880 اختراع شد و قادر به اندازه‌گیری غیرتهاجمی توزیع مجدد خون در طول فعالیت‌های عاطفی و فکری بود.[2] سپس، در اوایل دهه 1900، تکنیکی به نام پنومونسفالوگرافی تنظیم شد. این فرآیند شامل تخلیه مایع مغزی نخاعی از اطراف مغز و جایگزینی آن با هوا، تغییر چگالی نسبی مغز و محیط اطراف آن، برای نشان دادن بهتر آن در عکس‌برداری با اشعه ایکس می‌شود و به‌طور باورنکردنی برای آن ناامن تلقی می‌شود. بیماران (Beaumont 8). شکلی از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) و توموگرافی کامپیوتری (CT) در دهه‌های 1970 و 1980 توسعه یافتند.[3][4] فن آوری های جدید MRI و CT به طور قابل توجهی آسیب کمتری داشتند و در زیر با جزئیات بیشتر توضیح داده شده است. سپس اسکن‌های SPECT و PET آمدند که به دانشمندان اجازه دادند عملکرد مغز را نقشه‌برداری کنند، زیرا برخلاف MRI و CT، این اسکن‌ها می‌توانستند بیش از تصاویر ایستا از ساختار مغز ایجاد کنند. دانشمندان با یادگیری از MRI، PET و SPECT اسکن، توانستند MRI عملکردی (fMRI) را با توانایی‌هایی توسعه دهند که دری را برای مشاهده مستقیم فعالیت‌های شناختی باز می‌کند.

نوروفوتونیک گزارش وضعیت گسترده ای را در مورد ابزارهای علوم مغز منتشر می کند

"ابزارهای نوروفوتونیک برای اندازه گیری و دستکاری میکروسکوپی" اولین گزارش از دو گزارش وضعیت میدانی است که امسال توسط نوروفوتونیک منتشر شده است.

همراه با دومین گزارش وضعیت تکمیلی که اواخر امسال پیش‌بینی می‌شود، «ابزارهای نوروفوتونیک برای اندازه‌گیری‌ها و دستکاری‌های میکروسکوپی» دارای «جدیدترین و بهترین» فناوری‌های اپتیک و فوتونیک هستند که برای علوم اعصاب هدف قرار گرفته‌اند. این جفت گزارش وضعیت گزارشی از دستاوردهای مهم اخیر ابتکار مغز و پروژه های علوم اعصاب در مقیاس بزرگ مرتبط در سراسر جهان را ارائه می دهد. برای کارشناسان، این نشریات یک نمای کلی گسترده و فراگیر از عرصه نوروفوتونیک متنوع ارائه می دهند. برای دانش‌آموزان، این منبع آموزشی ارزشمند و بی‌نظیر ممکن است در سال‌های آینده روی شغل آنها تأثیر بگذارد.

در حالی که این گزارش اول بر ابزارهایی متمرکز است که عمدتاً برای مطالعات حیوانی قابل استفاده هستند - شامل مقیاس فضایی از نانو کاوشگرهای مولکولی تا تصویربرداری در مقیاس میانی از ستون‌های قشر مغز و نواحی مغز - گزارش دوم بر روش‌های تصویربرداری نوری پراکنده قابل استفاده در مطالعات غیرتهاجمی انسانی متمرکز است.

بین آنها، این دو نشریه مستقل Neurophotonics طیف گسترده‌ای از ابزارها را معرفی می‌کنند، اصول زیربنایی عملیات را توصیف می‌کنند، وضعیت فعلی تحقیقات در هر حوزه را خلاصه می‌کنند، محدودیت‌های فعلی را تامل می‌کنند و به پنج سال آینده توسعه بیشتر نگاه می‌کنند. بهبود، و راه هایی برای غلبه بر موانع به ظاهر اساسی.

آنا دوور، سردبیر Neurophotonics می‌گوید: «این گزارش‌های حماسی نه تنها شتاب اخیر پیشرفت علمی در عرصه نوروفوتونیک را نشان می‌دهند که واقعاً قابل توجه بوده است، بلکه همچنین استعداد استثنایی دانشمندانی را که این پیشرفت را هدایت می‌کنند، نشان می‌دهد. "اگر در کار ساخت ابزاری برای علوم اعصاب نیستید، فقط به تصاویر نفس گیر روی جلد نگاه کنید. چه کسی نمی خواهد بخشی از این تلاش پیشگامانه باشد؟ گزارش ها را بخوانید، الهام بگیرید، به جنبش بپیوندید!"

نوروفوتونیک یک مجله با دسترسی آزاد است که توسط SPIE، انجمن بین المللی اپتیک و فوتونیک منتشر شده و از طریق کتابخانه دیجیتال SPIE در دسترس است. این مجله پیشرفت‌های فناوری نوری را پوشش می‌دهد که برای مطالعه مغز و تأثیر آن بر کاربردهای علوم اعصاب پایه و بالینی قابل استفاده است.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

مباحث اپتیک در مغز

بخش 2: مباحث اپتیک در مغز

14. تصویربرداری نوری بیماری آلزایمر در اختلال عروقی

15. همودینامیک توسط NIR در مغز، و نمای کلی خلاصه میدان

16. سد خونی در موش با استفاده از دو فوتون و اولتراسوند

17. مروری بر تحریک عصبی مادون قرمز

18. 2 تحریک فوتون در مغز

19. بررسی اجمالی طیف سنجی همبستگی NIR در مغز

20. مروری بر توموگرافی منسجم نوری در درخت نورون

21. تحریک IR در اعصاب نخاعی

22. کانال های Ca+2 در مغز توسط مولتی فوتون ها

23. Ca2+ در مغز توسط مولتی فوتون جریان می یابد

24. نمای کلی نشانگرهای Ca2+ توسط 2PEF

25. کنترل بیوسیستم ها با استفاده از اپتوژنتیک

26. نقشه برداری مدار اپتوژنتیک با گیره پچ سلول کامل سنتی برای تعیین اتصال سیناپسی بین نورون های شناسایی شده در مدل های موش بیماری روانی

27. پروتئین های ویژه پروتئین های فلورسنت قرمز RFP در کاوش مغز

28. فعالیت عصبی OCT

29. میکروسکوپ پراکنده رامان تحریک شده در تحقیقات مغز

30. تصویربرداری از سیستم کوپلینگ عصبی عروقی با توموگرافی نوری لامینار و میکروسکوپ دو فوتونی ابرطیفی

31. تصویربرداری چند فوتونی در علوم اعصاب

نوروفوتونیک و نقشه برداری مغز

درک نحوه کار مغز و ایجاد روشهای درمانی موثر در پیشرفت علوم اعصاب و بهبود مراقبتهای بالینی از بیمار مهم است.  نوروفوتونیک و نقشه برداری مغز پیشرفته ترین تحقیق و توسعه در زمینه فناوری های نوری و برنامه های کاربردی برای نقشه برداری و درمان مغز را پوشش می دهد. این یک مرور کلی از روشهای مختلف توسعه یافته با استفاده از نور ، هر دو روش میکروسکوپی و ماکروسکوپی است. تحولات اخیر در تصویربرداری آندوسکوپیک حداقل تهاجمی از ساختار و عملکرد عمیق مغز ، و همچنین درمان مبتنی بر نور نیز بررسی می شود.

نوروفوتونیک و نقشه برداری مغز

نوروفوتونیک و نقشه برداری مغز

 تصویربرداری نوری و طیف سنجی

تصویربرداری اپتیکی فعالیت مغز خود به خودی

تصویر برداری نوری از عملکرد مغز: از حیوان به انسان

فن آوری های در حال ظهور برای تصویربرداری عصبی

راهنمایی مداخله مبتنی بر نور و درمان :

تحریک عصب با لیزر

اپتوژنتیک

نورو فوتونیک

نوروفوتونیک و نقشه برداری مغز

 بالینی تصویربرداری نوری و طیف سنجی :

فرصت ها و چالش های طیف نوری مادون قرمز (NIRS) برای مطالعه توابع شناختی

تابع شناختی تصویربرداری با طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز برای بیماران مبتلا به TBI و ASD

رها کردن نور نزدیک به مادون قرمز در شبکه های مغز

کنترل درد با استفاده از تابعی نزدیک به مادون قرمز (fNIRS)

تصویربرداری اپتیکی فعالیت مغز خود به خودی

کاربرد NIRS و اسپکتروسکوپی همبستگی متناسب (DCS) در نوزادان