Şu anda, birçok tıbbi ortamda yaygın olan beyin görüntüleme yöntemleri genellikle bir dizi zorlukla karşı karşıya: bazıları invaziv, diğerleri zararlı radyasyon içerebilir ve birçoğu kullanımı zordur. Araştırmacılar kızılötesi spektroskopi kullanarak beyne kan akışını ölçmek için invaziv olmayan bir yöntem geliştiriyorlar. Bunlar, 3d'de beyin aktivitesini görüntüleyebilen yeni bir kağıt floresan aracı ve yerleşik bir giyilebilir kapak içerirKızılötesi lazerBebekler bile beyin hasarını tespit etmek için giyebilir.
Serebral kan akışının ölçülmesi, inme teşhisi ve travmatik beyin yaralanmasından sonra subaraknoid kanamayı veya ikincil yaralanmayı tahmin etmek için önemlidir. Nöro-yoğun bakım sağlayan doktorlar ayrıca beyin kan akışını ve oksijenasyonu görüntüleyerek bir hastanın iyileşmesini izlemek ister. Fonksiyonel girişim difüzyon spektroskopisi, şu anda geliştirilmekte olan invaziv olmayan bir yöntem, kullanırYakın kızılötesi ışıkBeyindeki kan akışını ölçmek için. Bu yöntem, MRI ve CT tarayıcılarından daha düşük bir maliyetle beyin hasarını değerlendirmek için kullanılır. Araştırmacılar, yüzeyin altındaki kan akışını mevcut ışık bazlı tekniklerden daha hızlı ve daha derin ölçmek için yeni tekniği kullanabileceklerini buldular. Beyindeki kan akışının nabzını ve gönüllülere karbondioksitte hafif bir artış verildiğinde yapılan değişiklikleri ölçebilirler.
Fotolüminesans görüntüleme, yüksek hızda ve kontrastta 3d beyin aktivite görüntüleme olasılığını gösterir. Bu teknikte, ince bir lazer ışını (ışık plakası) doğrudan özel bir beyin dokusundan geçer, ve beyindeki bir floresan aktivite muhabiri, bir mikroskop altında tespit edilebilen bir floresan sinyali yayarak yanıt verir. İnce doku dilimlerini taramak, yüksek hızlı, yüksek kontrastlı, beyin aktivitesinin hacimsel görüntülenmesini sağlar. Şu anda, floresan beyin görüntüleme, fareler gibi opak organizmalardan ışık dilimleri kullanarak gerekli enstrümanların büyüklüğü nedeniyle zordur. Opak hayvanlar üzerinde deneylerin yanı sıra serbestçe hareket edebilen gelecekteki hayvanlar üzerinde de deney yapmak için, araştırmacıların ilk önce bileşenlerin çoğunu minyatür hale getirmeleri gerekiyordu.
Araştırmacılar, yaşayan hayvanların beyinlerine yerleştirilebilen küçük bir ışık plakası jeneratörü veya foton sinir probu geliştirdiler. Beyindeki floresan proteini ifade etmek için genetiği değiştirilmiş farelerden beyin dokusunda test edildiğinde, araştırmacılar bölgeleri 240 um kadar büyük olarak 490 um olarak görüntüleyebildiler. Ayrıca, görüntülerin kontrast seviyesi epifloresan mikroskop adı verilen başka bir görüntüleme yönteminden daha iyiydi. Araştırmacılar, "bu yeni implante edilebilir fotonik nöroalgılama tekniği, deneysel nörobilimde ışık plakalı floresan görüntülemenin kullanımını sınırlayan sınırlamaların çoğunu atlayarak beyinde ışık plakaları üretir." dediler. Bu teknolojinin, serbest hareket eden hayvanlarda derin beyin görüntüleme ve davranış deneyleri için yeni ışık plakalı mikroskopiye yol açacağını tahmin ediyoruz."
Şu anda zararsız, gerçek zamanlı, sürekli yeni doğmuş bir bebeğin kırılgan beyninin görüntüsünü hareket ettirebilen tıbbi aletler yok. MRI taramaları, yetişkinlerde vücudun doğru bir resmini sağlayabilir, ancak bebeklerde kullanımı, hastaların prosedür sırasında hala kalma ihtiyacı da dahil olmak üzere dezavantajlara sahiptir. Araştırmacılar, büyük bir avans olabilecek yeni bir giyilebilir cihaz geliştirdiler. Ekip kızılötesi lazerleri bebeklerin giyebileceği küçük bez kapaklara koydu. Ultrasonik darbelerle birleştiğinde, bilim adamları bir çocuğun beynine zararsız sinyaller gönderir. Neredeyse bir ultrason taraması gibi çalışır, ancak daha fazla bilgi, daha ayrıntılı görüntüler ve daha yüksek çözünürlük sağlamak için ışık kullanır.