Трехмерная электрическая импедансная томография активности головного мозга человека

Изменения регионарного мозгового кровотока и объема крови, возникающие при активности головного мозга человека, изменяют локальный импеданс соответствующего участка коры, поскольку кровь обладает меньшим импедансом, чем мозговая ткань. Теоретически такие изменения импеданса можно измерять с помощью электродов на коже головы и реконструировать в изображения внутреннего импеданса головы. Электрическая импедансная томография (ЭИТ) — недавно разработанный метод, при котором измерения импеданса с поверхности объекта реконструируются в изображения импеданса. Метод быстр, портативен, недорог и неинвазивен, но обладает относительно низким пространственным разрешением. Изображения ЭИТ регистрировали с помощью электродов на коже головы и системы ЭИТ, специально оптимизированной для регистрации функций мозга, у 39 взрослых добровольцев во время зрительной, соматосенсорной или двигательной активности. В 51 из 52 регистраций отмечались воспроизводимые изменения импеданса примерно на 0,5%, сохранявшиеся от 6 с после начала стимула до 41 с после его прекращения. При реконструкции этих изменений в изображения импеданса с использованием нового трехмерного алгоритма реконструкции 19 наборов данных продемонстрировали значимые изменения импеданса в соответствующей области коры. Впервые показано, что у человека с помощью электродов на коже головы можно регистрировать значимые изменения импеданса, которые могут лечь в основу новой технологии нейровизуализации. В итоговых изображениях присутствовал пространственный шум; в работе представлены стратегии его уменьшения в будущих исследованиях.