वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क इमेजिंग के लिए एक नई तकनीक विकसित की है, जो गैर-आक्रामक है और इसमें सिर के एक तरफ से दूसरी तरफ प्रकाश चमकाने की प्रक्रिया शामिल है। वर्तमान में, मस्तिष्क की गतिविधियों की निगरानी के लिए सबसे अच्छी पोर्टेबल और कम लागत वाली विधि फंक्शनल नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (fNIRS) है। हालांकि, यह केवल कुछ सेंटीमीटर की गहराई तक ही पहुंच सकती है, जिसके कारण गहरे स्तरों में जांच के लिए बड़े और भारी एमआरआई मशीनों की आवश्यकता होती है।

स्कॉटलैंड के ग्लासगो विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा विकसित की गई इस नई विधि ने fNIRS की संवेदनशीलता को बढ़ाया है, जिससे प्रकाश को मस्तिष्क में हड्डियों, तंत्रिकाओं और ऊतकों के जटिल संयोजनों के माध्यम से पूरी तरह से चमकाने की अनुमति मिलती है। इसके लिए कुछ समायोजन करने पड़े: शोधकर्ताओं ने नियर-इन्फ्रारेड लेज़र की शक्ति को बढ़ाया (बिल्कुल सुरक्षित सीमाओं के भीतर), साथ ही एक अधिक व्यापक संग्रह सेटअप भी स्थापित किया।

हालांकि इन समायोजनों के बावजूद, प्रयोगों के दौरान सिर के एक तरफ से दूसरी तरफ केवल एक छोटे से फोटोन का प्रवाह हुआ। फिर भी, यह गहरे संवेदनशील इमेजिंग तरीकों के लिए एक आशाजनक शुरुआत है, जो बिना सिर को खोले हमारे अंदर क्या हो रहा है, इस पर महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।

शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित पत्र में लिखा है, "ये निष्कर्ष गैर-आक्रामक प्रकाश आधारित मस्तिष्क इमेजिंग तकनीकों की संभावनाओं को उजागर करते हैं, जो वयस्क मानव सिर के गहरे स्तरों में महत्वपूर्ण बायोमार्कर की टोमोग्राफी के लिए हैं।"

हालाँकि, यहाँ कुछ चेतावनियाँ हैं। यह प्रक्रिया केवल आठ अध्ययन प्रतिभागियों में से एक के साथ सफल रही: एक ऐसा व्यक्ति जिसकी त्वचा हल्की थी और सिर पर कोई बाल नहीं थे। इसके लिए एक बहुत विशिष्ट सेटअप की आवश्यकता होती है, और स्कैनिंग समय भी बढ़ाकर लगभग 30 मिनट करना पड़ता है।

शोधकर्ताओं ने इन सीमाओं को स्वीकार किया है, लेकिन उन्होंने साबित करने के लिए कुछ चर (जैसे गति) को बलिदान दिया कि यह संभव था कि प्रकाश को मानव सिर के माध्यम से fNIRS के जरिए पहुँचाया जा सके – और वे सफल रहे।

फोटोन के सिर के माध्यम से चलने की भविष्यवाणी के लिए विस्तृत 3D सिर स्कैन पर आधारित कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया गया। ये वास्तविक प्रकाश संग्रह से अच्छी तरह मेल खाते थे, जिससे परिणामों की विश्वसनीयता और बढ़ गई।

इस शोध में यह भी पाया गया कि प्रकाश सिर के माध्यम से यादृच्छिक रूप से नहीं बिखरता, बल्कि यह पसंदीदा पथों का पालन करता है – जिसमें उन हिस्सों के माध्यम से भी शामिल है जो अधिक पारदर्शी होते हैं, जैसे कि सेरेब्रोस्पाइनल द्रव से भरे भाग। यह ज्ञान भविष्य में मस्तिष्क स्कैन को बेहतर ढंग से लक्षित करने में मदद कर सकता है।

शोधकर्ताओं ने लिखा, "सिर पर विभिन्न स्रोत स्थितियाँ तब गहरे मस्तिष्क के क्षेत्रों को विशेष रूप से अलग कर सकती हैं और जांच सकती हैं।"

fNIRS की सुविधाओं में से एक यह है कि यह अपेक्षाकृत सस्ती और कॉम्पैक्ट तकनीक है। कल्पना करें कि स्ट्रोक, मस्तिष्क की चोटें, और ट्यूमर के लिए स्कैन अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध हों।

जैसे-जैसे भविष्य के इमेजिंग उपकरण विकसित होते हैं, यह शोध उन तकनीकों के लिए उपयोगी साबित होना चाहिए जो मस्तिष्क में गहराई तक जाती हैं – भले ही यह संभवतः एक समय हो जब हम पूरे सिर के माध्यम से प्रकाश प्राप्त कर सकें, जो व्यावहारिक रूप से उपयोगी हो।

हमें पता है कि मस्तिष्क स्कैन की महत्ता युवा किशोरावस्था को समझने से लेकर जीवन के अंत में बीमारियों के उपचार तक है, इसलिए यहाँ अपार संभावनाएँ हैं।

शोधकर्ताओं ने लिखा है, "गैर-आक्रामक मानव मस्तिष्क की इमेजिंग के लिए ऑप्टिकल विधियाँ सस्ती और पोर्टेबल उपकरणों जैसे इलेक्ट्रोएन्सेफैलोग्राफी (EEG) और महंगे उच्च-रिज़ॉल्यूशन उपकरणों जैसे फंक्शनल मैग्नेटिक रेज़ोनेंस इमेजिंग (fMRI) के बीच तकनीकी अंतर को भरने का वादा करती हैं।"

यह शोध न्यूरोफोटोनिक्स में प्रकाशित हुआ है।