Thiết bị chụp ảnh não đeo được làm sáng tỏ cách trẻ sơ sinh phản ứng trong các tình huống thực tế
Nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu tại UCL và Birkbeck dẫn đầu cho thấy một công nghệ mới sử dụng sóng ánh sáng vô hại để đo hoạt động trong não trẻ sơ sinh đã cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh nhất cho đến nay về các chức năng của não như thính giác, thị giác và quá trình xử lý nhận thức bên ngoài so với máy quét não thông thường, nhiều hạn chế,
Mẹ Mererid và bé Mabli là những người tình nguyện tham gia nghiên cứu. Nguồn: Liam Collins-Jones/UCL
Thiết bị chụp ảnh não đeo được này, được phát triển dưới sự hợp tác của Gowerlabs, một công ty con của UCL, có thể phát hiện ra hoạt động bất ngờ ở vỏ não trước trán, một vùng não xử lý cảm xúc, phản ứng với các kích thích xã hội. Nó dường như xác nhận rằng trẻ sơ sinh bắt đầu xử lý những gì đang xảy ra với chúng trong các tình huống xã hội ngay từ khi mới năm tháng tuổi.
Công nghệ mới nhất này có thể đo hoạt động thần kinh trên toàn bộ bề mặt ngoài của não trẻ sơ sinh. Một phiên bản trước đó cũng do nhóm phát triển chỉ có thể đo hoạt động ở một hoặc hai phần não của trẻ sơ sinh tại một thời điểm.
Các nhà nghiên cứu cho biết công nghệ này có thể giúp lập bản đồ các kết nối giữa các vùng não khác nhau và thiết lập những điểm khác biệt điển điển hình và không điển hình của sự phát triển thần kinh trong giai đoạn đầu quan trọng của thời thơ ấu và làm sáng tỏ các tình trạng đa dạng thần kinh như là chứng tự kỷ, chứng khó đọc và ADHD.
Quá trình phát triển thiết bị mới và kết quả của các thử nghiệm ban đầu đã được ghi lại trong một nghiên cứu và đã được công bố trên tạp chí Imaging Neuroscience.
Tiến sĩ Liam Collins-Jones, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, UCL Medical Physics & Biomedical Engineering và Đại học Cambridge, cho biết, trước đây, chúng tôi đã phát triển được một phương pháp tiếp cận bằng thiết bị chụp hình ảnh đeo được, có thể lập bản đồ hoạt động ở các vùng cụ thể của não. "Tuy nhiên, nó khiến việc có được bức tranh toàn cảnh trở nên khó khăn vì chúng tôi chỉ có thể tập trung vào một hoặc hai vùng riêng lẻ, trong khi trên thực tế, các phần khác nhau của não hoạt động cùng nhau khi điều hướng các tình huống trong thế giới thực".
Phương pháp mới cho phép chúng ta quan sát những gì đang diễn ra trên toàn bộ bề mặt não bên ngoài nằm bên dưới da đầu. Đây được coi là một bước tiến lớn. Nó mở ra khả năng phát hiện các tương tác giữa các khu vực khác nhau và phát hiện hoạt động ở những khu vực mà trước đây chúng ta có thể không biết để xem xét đến. "Bức tranh hoàn chỉnh hơn về hoạt động của não này có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách não trẻ sơ sinh hoạt động khi tương tác với thế giới xung quanh, điều này có thể giúp chúng ta tối ưu hóa sự hỗ trợ cho trẻ em có sự đa dạng về thần kinh ngay từ khi còn nhỏ".
Giáo sư Emily Jones, tác giả của nghiên cứu từ Birkbeck, Đại học London, cho biết, đây là lần đầu tiên sự khác biệt về hoạt động trên một vùng não rộng như vậy được đo lường ở trẻ sơ sinh bằng thiết bị đeo được, bao gồm các phần não liên quan đến xử lý âm thanh, thị giác và cảm xúc.
Công nghệ được phát triển và thử nghiệm trong nghiên cứu này là bước đệm để hiểu rõ hơn về các quá trình não bộ tạo nên sự phát triển xã hội, điều mà trước đây chúng ta chưa thể quan sát được, bên ngoài ranh giới rất hạn chế của máy quét MRI.
Với công nghệ này, chúng ta có thể thấy những gì đang diễn ra trong não của trẻ sơ sinh khi chúng chơi, học và tương tác với người khác theo cách rất tự nhiên. Thiết bị mới đã được thử nghiệm trên mười sáu trẻ sơ sinh từ năm đến bảy tháng tuổi. Khi đeo thiết bị, trẻ sơ sinh ngồi trên đùi cha mẹ và được xem video các diễn viên hát đồng dao để bắt chước một kịch bản xã hội và video về đồ chơi chuyển động, chẳng hạn như một quả bóng lăn xuống dốc, để bắt chước một kịch bản phi xã hội.
Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy sự khác biệt trong hoạt động của não giữa hai kịch bản. Cũng như những phát hiện bất ngờ ở vỏ não trước trán đã được quan sát thấy khi phản ứng với các kích thích xã hội, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hoạt động được định vị nhiều hơn khi phản ứng với các kích thích xã hội so với các kích thích phi xã hội, xác nhận những phát hiện trước đây của các nghiên cứu về hình ảnh thần kinh quang học và MRI.
Hiện nay, cách toàn diện nhất để xem những gì đang diễn ra trong não người là chụp cộng hưởng từ (MRI), trong đó đối tượng nằm rất yên trong máy quét trong khoảng 30 phút hoặc hơn. Nhược điểm của phương pháp này là khó chụp lại được các tình huống tự nhiên, chẳng hạn như khi tương tác với người khác hoặc thực hiện một nhiệm vụ, đặc biệt là với trẻ sơ sinh, bé sẽ cần phải ngủ hoặc các vấn đề hạn chế khác để MRI có thể chụp thành công hoạt động não của trẻ. Để khắc phục điều này, trong những năm gần đây, nhóm nghiên cứu này đã sử dụng một dạng chụp ảnh thần kinh quang học, được gọi là chụp cắt lớp quang học khuếch tán mật độ cao (HD-DOT), để phát triển các thiết bị đeo được có khả năng nghiên cứu hoạt động não một cách tự nhiên hơn. Công nghệ này cũng có lợi thế là rẻ hơn và linh hoạt hơn MRI và phương pháp chụp ảnh thần kinh quang học HD-DOT này có khả năng quét toàn bộ đầu của trẻ sơ sinh.
