最近，由布莱顿大学与苏塞克斯大学领导的一个研究团队开发了一种量子传感器，它提供了一种比同步脑电(EEG)和功能磁共振(fMRI)扫描仪要更有效、更准确的替代方案。这项研究由布莱顿大学和德国国家计量研究所(PTB)的科学家共同进行，其研究成果在《Scientific Reports》中有详细说明。

这类传感器通过跟踪信号在大脑中移动的速度，能测量大脑中每时每刻的变化。这个时间要素很重要，因为这意味着可以间隔几个月对患者进行两次扫描，以检查大脑活动是否正在放缓。根据苏塞克斯大学的说法，该技术引入了一种新方法来发现早期健康问题的生物标志物。

论文主要作者、博士研究员Aikaterini Gialopsou说：“我们首次证明量子传感器可以在空间和时间方面产生高度准确的结果。虽然其他团队已经演示了在大脑中定位信号方面的好处，但这是第一次证明量子传感器在信号时间方面也如此准确。这对于关注脑部疾病发展的医生和患者来说可能非常重要。”

这种量子传感器被认为比EEG或fMRI扫描仪更准确，部分原因是它们更靠近头骨，这提高了结果的空间和时间分辨率。时间和空间精度的双重提高意味着可以以其他类型传感器无法访问的方式跟踪大脑信号。

苏塞克斯大学量子系统和设备实验室负责人Peter Kruger教授说：“正是量子技术使这些传感器如此准确。这种传感器包含铷原子气体。激光束照射在原子上，当原子在磁场中发生变化时，它们会发出不同的光。发射光的波动揭示了大脑磁活动的变化。量子传感器的精确度在几毫秒内，甚至几毫米内。”

该技术以脑磁图(MEG)为基础。将MEG与这些新的量子传感器相结合，开发了一种非侵入式的方法来探测大脑中的活动。与现有的脑部扫描仪(它们将信号发送到大脑并记录返回的内容)不同，MEG被动地从外部测量内部发生的事情，从而消除了目前使用侵入性扫描仪对某些患者带来的健康风险。

MEG扫描仪既昂贵又笨重，这使得它们在临床实践中的使用具有挑战性，但量子传感器技术的发展对于将该扫描仪从高度受控的实验室环境转移到临床环境中可能至关重要。

Gialopsou在一份声明中说：“我们的发现为量子大脑扫描仪的进一步发展打开了大门，这可能会带来神经科学的量子革命。这很重要，因为虽然这种扫描仪还处于起步阶段，但它对未来的发展有有着重要的影响，可能导致对脑部疾病(如ALS、MS甚至阿尔茨海默氏症)做出重要的早期诊断。这正是我们团队研究的动力所在。”