Новое открытие: теперь можно держать копию мозга в ладони (4 фото)

Если верить «ученым мужам» из MIT (Массачусетского технологического института), через 5 лет 3D сканирование мозга станет вполне обыденной процедурой и будет стоить намного меньше, чем сегодня. Алгоритм, который они разработали, позволяет не просто отобразить все нервные клетки органа (их насчитывается порядка 200 миллионов) и исходящие от них синапсы (науке неизвестно количество, но несколько сотен триллионов – точно), но и создавать объемные модели. Последнее достижение самое значительное, так как при наличии в мозге пациента опухоли врачи не только смогут увидеть ее расположение, но и определить точные размеры и состав. Итак, что же ожидает медицину всего через 5 лет и с чего все началось, читайте ниже.

МРТ обследование

Кто сталкивался с этим видом диагностики, знают, что он весьма информативный. Мозг человека сканируется электромагнитными волнами, аппарат выдает сигналы, отображающие его участки разным цветом, после чего они преобразуются в изображение. Очень кропотливая работа, ведь требуется переработать огромный массив данных.

Удобство МРТ обследования в том, что врач может рассматривать трехмерное изображение мозга со всех сторон, концентрируясь на определенных или спорных участках. У способа есть свои плюсы и минусы, но при наличии опухоли в органе, доктору иногда трудно ее диагностировать или получить полную картину зоны поражения.

КТ обследование

Основное отличие данной технологии в использовании рентгеновских лучей. Расположенные по кругу над лежащим на кушетке пациентом, они способны мгновенно фотографировать орган с разного ракурса. Дальнейшая работа мало чем отличается от МРТ: компьютер преобразовывает снимки в трехмерную картинку.

Достаточно точная диагностика, изображение срезов мозга может составлять до 1 мм в толщину, но все та же проблема: доктор не всегда способен рассмотреть структуру опухоли и вред, который она уже успела нанести.

Благодаря доктору философии Стивину Китингу, у которого врачи диагностировали опухоль мозга, и его стремлению узнать, насколько быстро она растет и какие изменения происходят в его мозге, сегодня существует технология 3D проектирования.

3D модель мозга

Новое открытие: теперь можно держать копию мозга в ладони (4 фото)

Стивен, когда опухоль его мозга достигла размеров с бейсбольный мяч, а доктора так и не могли сказать, что ему делать дальше, собрал все снимки, сделанные на МРТ и КТ, и отправился в MIT.

Исследователей института так захватила идея научить 3D принтер создавать макеты головного мозга и желание помочь бедному 26-летнему парню, что они сразу принялись за работу. Алгоритм, переводящий фотографии в 3D модель, был написан и проверен на Стивене.

Технология, которую они создали, способна в 1000 раз быстрее анализировать и выдавать результат сканирования в виде 3D модели. Теперь не только врачи, но и пациенты смогут держать в своих руках собственные объемные копии мозга.

Еще одно преимущество данного изобретения – это возможность не просто обнаружить патологию в органе, но и измерить ее размеры, увидеть, какие участки она задела и в каком они состоянии. Это поистине великое и весьма своевременное открытие, ведь подобную обработку информации можно проводить не только с результатами на головном мозге, но и на всех органах и тканях тела.

3D технологии: применение в медицине

Новое открытие: теперь можно держать копию мозга в ладони (4 фото)

Принтеры, создающие по алгоритму модели мозга, уже работают в некоторых больницах США. Пока они стоят дорого, но это не самое худшее. Дело в том, что благодаря Стивену появилась новая медицинская специальность: диагност по 3D визуализации внутренних органов, а обучение как таковое еще не налажено. Вот поэтому ученые и прогнозируют, что специалисты этого профиля появятся в течение следующих 5 лет, после чего, возможно, МРТ и КТ будут постепенно заменяться более «продвинутой» технологией.

Что еще может дать больным людям 3D технология, так это сканирование: мгновенное изображение того, что происходит в человеческом теле (во всех тканях, костях и органах одновременно) за считанные секунды. Такой аппарат разработали в университете Дейвиса (Калифорния, США) и аналогов ему в мире нет. Ученые способны увидеть процессы, происходящие внутри человека, и отследить любые нарушения в работе органов или наличие патологий в них в реальном времени.

Новое слово в науке

Одно открытие, как правило, становится причиной появления или провала другого. Так, сканируя человеческий мозг в трехмерном пространстве, ученые увидели, насколько примитивным они его считали, исходя из своих прошлых представлений о нем.

Например, они поняли, что связи между синапсами создаются совершенно по другим схемам и устроены намного сложнее, чем они предполагали. Им удалось подсчитать (точнее компьютерной программе), что только в коре головного мозга этих тончайших связей более 125 триллионов. Оказывается, что их больше, чем звезд, входящих в нашу галактику (примерно в 1500 раз).

Новое открытие: теперь можно держать копию мозга в ладони (4 фото)

Они пришли к неутешительному выводу: если каждый синапс – это микропроцессор, то искусственный интеллект, который они надеялись создать в ближайшее время, так и останется несбыточной мечтой. Дело в том, что связей в мозге в несколько раз больше, чем всех имеющихся в наличии на планете транзисторов и маршрутизаторов вместе взятых, и скоординировать их работу так же идеально, как это делают синапсы, просто нереально.

Чего ожидать от ученых?

Новый метод переработки результатов сканирования мозга – это новое изобретение, которое еще будет дорабатываться и усовершенствоваться. Кто знает, может спустя всего 5 лет в аптеках будут продаваться мини-сканеры для тела, чтобы каждый человек мог получать информацию о своем здоровье на компьютер или гаджет, еще до выхода на работу.

Пока алгоритм создания 3D модели головного мозга применяют в экстренных или особо сложных случаях, когда рост опухоли отсчитывается буквально по минутам.