NeoFronteras

Nuevo sensor magnético para el cerebro

Área: Tecnología — jueves, 8 de noviembre de 2007

Foto
Esquema de funcionamiento. Foto: NIST.

Físicos norteamericanos han desarrollado un dispositivo portátil lo suficientemente sensible como para detectar los campos magnéticos asociados a las pequeñas corrientes del cerebro.
Consiste en una celda rellena de vapor de rubidio que puede detectar campos magnéticos tan pequeños como 70 femtotesla, es decir, de un mil millonésima parte del campo magnético terrestre, suficiente para detectar las ondas cerebrales de una persona.
Este dispositivo es 1000 veces más sensible que otros magnetómetros no superconductores y
aunque 70 fT no es una sensibilidad tan buena como los 3ft o 40ft conseguidos por los sistemas superconductores basados en SQUIDS, opera a temperatura ambiente al contrario que los SQUIDS, que necesitan de temperaturas cercanas al cero absoluto que hace que sean caros y grandes consumidores de energía (debido al sistema de refrigeración asociado).
El prototipo de sensor ha sido construido por John Kitching y sus colaboradores del National Institute of Standards and Technology (NIST) en Boulder (Colorado). Consiste de una celda de 6 mm cúbicos rellena con 1000 millones de átomos de rubidio en forma gaseosa que son muy sensibles a los campos magnéticos.
Cuando un haz de luz láser polarizada circularmente (el prototipo usa un láser infrarrojo de baja potencia del orden del milivatio) es enviado a la celda, casi toda la luz es transmitida si los spines de los átomos apuntan en la misma dirección. Si la celda está cerca de un campo magnético entonces algunos spines se desalinearan respecto a otros absorbiendo parte de la luz láser. La cantidad de luz absorbida dependerá de la intensidad del campo magnético, y es precisamente esta propiedad la que permite medir el campo.
Para que sea portátil se necesita empaquetar y miniaturizar los sistemas ópticos y detectores de luz, pero en todo caso no necesitará de sistemas criogénicos, pudiéndose alimentar con una simple pila de tamaño AA durante una semana. Esperan crear e integran todos los componentes, incluyendo la celda, con las técnicas habituales de fabricación de dispositivos semiconductores empleados por la industria electrónica y micromecánica, obteniendo chips de tamaño milimétrico a un coste muy bajo de manera masiva.
Según Kitching el pequeño tamaño y sensibilidad de este sistema abre las puertas a aplicaciones que hasta ahora solamente se habían soñado. Se podría emplear en la detección de bombas en aeropuertos mediante gracias a la detección de resonancia nuclear cuadrupolar de los compuestos de nitrógeno con los que se fabrican los explosivos.
La aplicación más inmediata sería el análisis y mapeado de la actividad cerebral o incluso el seguimiento del corazón del feto, todo ello de una manera no invasiva.
El grupo ya ha desarrollado un prototipo de detecta las señales magnéticas del corazón de una ratón. Esperan aumentar la sensibilidad de este sistema hasta los 10fT, que permitirá mapear la actividad cerebral con alta precisión. De manera práctica permitiría a un enfermo de epilepsia usar un casco cubierto con este tipo de sensores que grabaría la actividad cerebral durante un ataque para así delimitar la zona origen de los mismos y suceptible de ser operada.
Los lectores que leen esta web ya saben de los grandes progresos que se están realizando en las neurociencias gracias a la resonancia magnética nuclear. Este nuevo sistema permitirá hacer este tipo de investigaciones en el futuro de una manera más económica. Los resultados que se obtengan serán probablemente fascinantes.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa del NIST.
Subpicotesla atomic magnetometry with a microfabricated vapour cell.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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10 Comentarios

  1. lluís:

    Esta es una de aquellas noticias que te pueden alegrar el día. Es realmente maravilloso todo lo que se avecina en este campo de las imágenes por resonancia magnética en general… y ahora esto. ¡Bravo por la ciencia!

  2. daniela:

    Y ¡bravo por la técnica!

  3. Altazzor:

    Es posible que las conclusiones de lo que relato a continuación sean erradas, pero prefiero compartirlas, ya que creo tienen alguna relación con el artículo. Durante el mes de septiembre de 2007 sufrí una parálisis facial, debido a lo cual tuve que realizar una serie de ejercicios que permitieran la “reconexión” del nervio que regula los movimientos faciales. Con el paso del tiempo fui recuperando movilidad debido a que la interconexión nerviosa se recuperaba, pero al realizar los ejercicios durante la mañana, y aun acostado en mi cama, lo que al comienzo que pareció un accidente de a poco se hizo habitual; las lámparas sensibles al tacto que tengo en mi dormitorio se encendían intermitentemente al ritmo de mis ejercicios faciales, ¿será que de alguna forma el interruptor que hace que estas funcionen detectaban el campo electromagnético que generaba el cerebro al ordenar a mis músculos que se movieran?, si alguien me lo pudiera explicar se lo agradecería. Tal vez el sensor magnético para el cerebro existe hace mucho tiempo en nuestros dormitorios.

  4. NeoFronteras:

    Los campos eléctricos del cerebro son muy débiles como para que sean detectados con tanta facilidad. Seguro que hay una explicación natural y racional para ese efecto, aunque sea más mundana de lo que creemos.

  5. emilio:

    Como todo lo magnético, el proceso es reversible… así que sigo en mi opinión que los campos electromagnéticos son perjudiciales para la salud y afectan a la misma.
    Como ejemplo, ya incontestable, cito la estimulación transcraneal profunda que se utiliza para tratar depresiones y consiste en un campo magnético aplicado en el cerebro y afecta a zonas del mismo.
    Por tanto, sigo advirtiendo de la escasa -e interesada- atención que se presta a las regulaciones de microondas (telefonía móvil) y campos magnéticos (líneas de alta y baja tensión).

    Un saludo.

  6. NeoFronteras:

    En este caso el proceso es al revés. Es la actividad eléctrica del cerebro y sus campos magnéticos asociados los que “afectan” a los átomos de rubidio.
    Aunque hay sistemas experimentales que lo hacen al contrario. Desde hace años hay montajes en los cuales se aplica un campo magnético extremadamente intenso y se consigue alterar la funcionalidad de determinadas zonas del cerebro.
    Esto no tiene nada que ver con la telefonía móvil, aunque es de suponer que puede tomar este resultado como una excusa más sobre la que sustentar su particulares obsesiones.
    Quizás lo ideal sea no publicar nada relacionado con este tema, porque si al final volvemos a perder el tiempo en polémicas entonces no habrá merecido la pena.

  7. emilio:

    Sois libres de hacer lo que consideréis mejor para vuestra página.
    No obstante no es una obsesión, es una preocupación sobre un campo que sigue siendo investigado.
    Vuelvo a decir que el tono “perdona vidas” de algunas de vuestras respuestas (no solo a mi, si no a varia gente) molesta. Sobre todo cuando yo he sido educado.

    Un saludo.

  8. NeoFronteras:

    Desde NeoFronteras siempre se ha sido educado. Lamentamos que el lenguaje, a veces frío, empleado se haya interpretado mal. Para dar seriedad a la web se decidió desde un principio evitar el lenguaje de informal. Gracias por expresar sus inquietudes en este aspecto.
    Reconocerá que de todos modos está interesado en un campo muy específico (el de los posibles daños para salud de la telefonía móvil) que no es objetivo prioritario de esta web. Le prometemos que si encontramos algo al respecto en una revista de prestigio intentaremos cubrirlo.
    Saludos, y esperamos que siga colaborando en este medio.

  9. jose vidal:

    Es el principio de los principios: el magnetismo… y Será…
    Estamos formados por luz en todo el espectro, carbono, ultrasonido, magnetismo en todas sus dimensiones. Una gracia más de la ciencia el poder acceder a estas herramientas de uso científico que van en beneficio de la calidad de vida humana. Quien no quiera entenderlo, creo que tendrá que revisar su concepto de vida, porque la gran masa humana es la que se beneficia con estos adelantos notables. No es necesario citar religiones, ni sectas, ni creencias. Es la naturaleza que nos ofrece usar los elementos de sutil modo y lograr los objetivos que nos ha planteado la condición humana. Crear una arquitectura científica palpable que enriquezca la infinita capacidad de hacer y hacer más sociable al medicina para una inmensa cantidad de pobres, que no tienen acceso a mejorar su existencia. Gracias por esto, a las mentes del Universo.

  10. Juan E. Díaz:

    Un completo mapa biomagnético del cerebro es un gran avance tecnológico que permitirá una multitud de estudios experimentales. Ejemplo: como el magnetismo terrestre afecta la mente, y qué áreas son más vulnerables, especialmente en el caso de los astronautas. Ejemplo: que alteraciones especificas de estos campos se producen en enfermedades mentales específicas, o que tareas cognitivas se asocian a cuáles áreas de activación cerebral biomagnética. O si estos campos son suceptibles de ser manipulados molecularmente por agentes quimicos como aminoácidos específicos, benzodiasepinas, o neutransmisores “de diseño”. Y cuál es el efecto en ellos de la insulina, la terapia convulsiva, la hipnosis, etc. Es un estudio fascinante. FELICITACIONES… (y disculpen las impecisiones ya que no soy neurólogo)

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