Laut den "Experten" des MIT (Massachusetts Institute of Technology) wird das 3D-Scannen des Gehirns in 5 Jahren ein weit verbreitetes Verfahren sein und viel weniger kosten als heute. Der von ihnen entwickelte Algorithmus ermöglicht nicht nur die Anzeige aller Nervenzellen eines Organs (es gibt etwa 200 Millionen davon) und der von ihnen ausgehenden Synapsen (die Wissenschaft kennt die Zahl nicht, aber sicher mehrere hundert Billionen), sondern auch die Erstellung volumetrischer Modelle. Die neueste Errungenschaft ist die bedeutendste, denn wenn sich im Gehirn des Patienten ein Tumor befindet, können Ärzte nicht nur dessen Position erkennen, sondern auch die genaue Größe und Zusammensetzung bestimmen. Also, was in nur 5 Jahren auf Medizin wartet und wie alles begann, lesen Sie unten.
MRT-Untersuchung
Diejenigen, die auf diese Art der Diagnose gestoßen sind, wissen, dass sie sehr informativ ist. Das menschliche Gehirn wird von elektromagnetischen Wellen gescannt, das Gerät sendet Signale aus, die seine Bereiche in verschiedenen Farben reflektieren, wonach sie in ein Bild umgewandelt werden. Dies ist eine sehr mühsame Arbeit, da eine große Datenmenge verarbeitet werden muss.
Der Vorteil der MRT-Untersuchung besteht darin, dass der Arzt von allen Seiten ein dreidimensionales Bild des Gehirns betrachten kann, das sich auf bestimmte oder umstrittene Bereiche konzentriert. Die Methode hat ihre Vor- und Nachteile, aber bei Vorhandensein eines Tumors im Organ ist es für den Arzt manchmal schwierig, ihn zu diagnostizieren oder ein vollständiges Bild des betroffenen Bereichs zu erhalten.
CT-Untersuchung
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Der Hauptunterschied dieser Technologie ist die Verwendung von Röntgenstrahlen. In einem Kreis über dem auf der Couch liegenden Patienten können sie das Organ sofort aus verschiedenen Winkeln fotografieren. Weitere Arbeiten unterscheiden sich kaum von der MRT: Der Computer wandelt die Bilder in ein dreidimensionales Bild um.
Eine ziemlich genaue Diagnose, das Bild von Hirnschnitten kann bis zu 1 mm dick sein, aber das gleiche Problem: Der Arzt ist nicht immer in der Lage, die Struktur des Tumors und den Schaden, den er bereits verursacht hat, zu untersuchen.
Dank Dr. Stevin Keating, Ph. D., bei dem von Ärzten ein Gehirntumor diagnostiziert wurde und der herausfinden wollte, wie schnell er wächst und welche Veränderungen in seinem Gehirn stattfinden, gibt es heute 3D-Designtechnologie.
3D-Gehirnmodell
Stephen, als sein Gehirntumor die Größe eines Baseballs annahm und die Ärzte ihm nicht sagen konnten, was er als nächstes tun sollte, sammelte alle MRT- und CT-Scans und ging zum MIT.
Die Forscher des Instituts waren so fasziniert von der Idee, einem 3D-Drucker beizubringen, Modelle des Gehirns zu erstellen, und dem Wunsch, einem armen 26-jährigen Jungen zu helfen, dass sie sich sofort an die Arbeit machten. Ein Algorithmus, der Fotos in ein 3D-Modell übersetzt, wurde von Stephen geschrieben und getestet.
Die von ihnen entwickelte Technologie kann 1000-mal schneller analysieren und ein Scan-Ergebnis in Form eines 3D-Modells erzeugen. Jetzt können nicht nur Ärzte, sondern auch Patienten ihre eigenen volumetrischen Kopien des Gehirns in den Händen halten.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist die Fähigkeit, nicht nur die Pathologie in einem Organ zu erfassen, sondern auch seine Größe zu messen, um zu sehen, welche Bereiche es berührt hat und in welchem Zustand sie sich befinden. Dies ist wirklich eine großartige und sehr aktuelle Entdeckung, da eine solche Informationsverarbeitung nicht nur mit den Ergebnissen im Gehirn, sondern auch in allen Organen und Geweben des Körpers durchgeführt werden kann.
3D-Technologien: Anwendung in der Medizin
In einigen US-Krankenhäusern sind bereits Drucker in Betrieb, die mithilfe des Algorithmus Gehirnmodelle erstellen. Sie sind zwar teuer, aber das ist nicht das Schlimmste. Tatsache ist, dass dank Stephen eine neue medizinische Spezialität aufgetaucht ist: ein Diagnostiker für die 3D-Visualisierung innerer Organe, und die Ausbildung als solche ist noch nicht etabliert. Aus diesem Grund sagen Wissenschaftler voraus, dass Spezialisten für dieses Profil in den nächsten 5 Jahren erscheinen werden. Danach werden MRT und CT möglicherweise schrittweise durch "fortschrittlichere" Technologien ersetzt.
Was die 3D-Technologie kranken Menschen noch bieten kann, ist das Scannen: Ein sofortiges Bild dessen, was im menschlichen Körper (in allen Geweben, Knochen und Organen gleichzeitig) in Sekundenschnelle geschieht. Ein solches Gerät wurde an der University of Davis (Kalifornien, USA) entwickelt und hat weltweit keine Analoga. Wissenschaftler können die Prozesse in einer Person verfolgen und Verstöße gegen die Funktion von Organen oder das Vorhandensein von Pathologien in Echtzeit in Echtzeit verfolgen.
Ein neues Wort in der Wissenschaft
Eine Entdeckung verursacht in der Regel das Auftreten oder Versagen einer anderen. Durch das Scannen des menschlichen Gehirns im dreidimensionalen Raum sahen die Wissenschaftler, wie primitiv sie es betrachteten, basierend auf ihren früheren Vorstellungen darüber.
Zum Beispiel stellten sie fest, dass Verbindungen zwischen Synapsen nach völlig unterschiedlichen Schemata hergestellt werden und viel komplexer sind als erwartet. Sie konnten (genauer gesagt ein Computerprogramm) berechnen, dass es allein in der Großhirnrinde mehr als 125 Billionen dieser dünnsten Verbindungen gibt. Es stellt sich heraus, dass es mehr davon gibt als die Sterne in unserer Galaxie (ungefähr 1500 Mal).
Sie kamen zu einem enttäuschenden Ergebnis: Wenn jede Synapse ein Mikroprozessor ist, bleibt die künstliche Intelligenz, die sie in naher Zukunft schaffen wollten, ein Wunschtraum. Tatsache ist, dass es im Gehirn mehrmals mehr Verbindungen gibt als alle auf dem Planeten verfügbaren Transistoren und Router zusammen, und es ist einfach unrealistisch, ihre Arbeit so perfekt zu koordinieren wie Synapsen.
Was kann man von Wissenschaftlern erwarten?
Das neue Verfahren zur Verarbeitung der Ergebnisse von Gehirnscans ist eine neue Erfindung, die noch verfeinert und verbessert wird. Wer weiß, vielleicht verkaufen Apotheken nach nur 5 Jahren Miniscanner für den Körper, damit jeder auf seinem Computer oder Gerät Informationen über seine Gesundheit erhalten kann, noch bevor er zur Arbeit geht.
Bisher wird der Algorithmus zur Erstellung eines 3D-Modells des Gehirns in Notfällen oder in besonders schwierigen Fällen verwendet, wenn das Tumorwachstum buchstäblich in Minuten gezählt wird.
Verfasser: Kardashova Inga
