The specific absorption rate (SAR) of γ-Fe2O3 nanoparticles (NPs) under an alternating magnetic field has been investigated as a function of size, concentration, coating, liquid carrier, and frequency and amplitude of the applied magnetic field. The NPs have been synthesized by coprecipitation method with sizes ranging from 6 to 14 nm with low polydispersity (0.2) and high crystallinity degrees. The small NPs size (6–14 nm) and the value of the maximum applied field (<7.5 kA/m) allow the use of the linear response theory for the analysis of the experimental SARs values. Under this condition, Neel–Brown relaxation times of about 10–7 s are obtained from SAR field frequency dependence. The NPs have been immobilized in agar to investigate the heating mechanisms, i.e., inversion of the magnetic moments inside the monodomain volume or particle rotation. The results suggest that there is a critical size of around 12 nm for obtaining the most effective heating in viscous media. Furthermore, the surface modification by aminopropylsilane coating does not affect the heating efficiency, making these NPs good candidates for hyperthermia treatment as well as model samples for standardization of hyperthermia apparatus.

Neural oscillations mediate the coordination of activity within and between brain networks, supporting cognition and behaviour. How these processes develop throughout childhood is not only an important neuroscientific question but could also shed light on the mechanisms underlying neurological and psychiatric disorders. However, measuring the neurodevelopmental trajectory of oscillations has been hampered by confounds from instrumentation. In this paper, we investigate the suitability of a disruptive new imaging platform – optically pumped magnetometer-based magnetoencephalography (OPM-MEG) – to study oscillations during brain development. We show how a unique 192-channel OPM-MEG device, which is adaptable to head size and robust to participant movement, can be used to collect high-fidelity electrophysiological data in individuals aged between 2 and 34 years. Data were collected during a somatosensory task, and we measured both stimulus-induced modulation of beta oscillations in sensory cortex, and whole-brain connectivity, showing that both modulate significantly with age. Moreover, we show that pan-spectral bursts of electrophysiological activity drive task-induced beta modulation, and that their probability of occurrence and spectral content change with age. Our results offer new insights into the developmental trajectory of beta oscillations and provide clear evidence that OPM-MEG is an ideal platform for studying electrophysiology in neurodevelopment.

Neural oscillations mediate the coordination of activity within and between brain networks, supporting cognition and behaviour. How these processes develop throughout childhood is not only an important neuroscientific question but could also shed light on the mechanisms underlying neurological and psychiatric disorders. However, measuring the neurodevelopmental trajectory of oscillations has been hampered by confounds from instrumentation. In this paper, we investigate the suitability of a disruptive new imaging platform - Optically Pumped Magnetometer-based magnetoencephalography (OPM-MEG) - to study oscillations during brain development. We show how a unique 192-channel OPM-MEG device, which is adaptable to head size and robust to participant movement, can be used to collect high-fidelity electrophysiological data in individuals aged between 2 and 34 years. Data were collected during a somatosensory task, and we measured both stimulus-induced modulation of beta oscillations in sensory cortex, and whole-brain connectivity, showing that both modulate significantly with age. Moreover, we show that pan-spectral bursts of electrophysiological activity drive task-induced beta modulation, and that their probability of occurrence and spectral content change with age. Our results offer new insights into the developmental trajectory of beta oscillations and provide clear evidence that OPM-MEG is an ideal platform for studying electrophysiology in neurodevelopment.