Исследователи из Университета Глазго впервые в истории смогли провести инфракрасный лазерный пучок сквозь человеческую голову и получить изображение на выходе. Работа опубликована в журнале Neurophotonics.
Ученые впервые лазером насквозь просветили голову человека

Ученые впервые в истории добились успешного проведения света через всю голову взрослого человека, преодолев колоссальное затухание в 10^18 раз. Это достижение открывает новые горизонты для неинвазивной визуализации глубинных структур мозга.

Исследователи использовали специальную импульсную лазерную систему и методы подсчета единичных фотонов для отслеживания частиц света, проходящих 15,5 см через человеческую голову. Несмотря на то что из квинтиллиона излученных фотонов выживал лишь один, система регистрировала примерно один фотон в секунду после 30 минут сбора данных.
Как просвечивали голову
Эксперимент проводился в полностью затемненной комнате, где ученые направляли импульсы света на одну сторону головы участника, в то время как сверхчувствительный детектор ожидал фотоны с противоположной стороны. Компьютерные симуляции предсказывали определенные маршруты света через мозг, и экспериментальные результаты оказались невероятно близки к прогнозам. Фотоны предпочитали путешествовать через спинномозговую жидкость — прозрачную защитную среду, окружающую мозг.

Современные оптические методы сканирования мозга, такие как функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS), проникают лишь на 4 см, ограничиваясь поверхностью мозга. Новая технология позволяет получать информацию от борозд мозга, ядер среднего мозга и областей мозжечка — критически важных зон для понимания неврологических расстройств.
Но пока существуют значительные препятствия. Успешное обнаружение произошло только у одного участника со светлой кожей и отсутствием волос из восьми испытуемых. 30-минутное время сбора данных и использование лазеров мощностью 1,2 Вт, приближающихся к пределам безопасности для кожи, создают практические сложности для клинического применения.