傳感器幫助產(chǎn)生腦部圖像 未來不可限量

美國麻省總醫(yī)院的研究人員近日與西門子醫(yī)療系統(tǒng)公司正聯(lián)袂開發(fā)一新型腦部掃描儀，將來，新設(shè)備也許能夠揭示有關(guān)恐懼、高興和疾病等各種狀況的更多秘密。據(jù)預(yù)測，新的腦部掃描儀所提供的圖像將比目前市場上所有的商業(yè)化設(shè)備提供的圖像分辨率更高，效果更好。通過將多重傳感器放置在腦部，設(shè)備能在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生精確圖像，最終將能幫助如老年癡呆癥和癲癇等疾病的診斷。

神經(jīng)科學(xué)家John Gabrieli表示：“對于未來幾年而言，腦部成像可能是最具影響力的研發(fā)項(xiàng)目，尤其是因?yàn)槲鏖T子正將其技術(shù)進(jìn)行商品化。如果能獲得更精確的腦部視圖，人類將向前邁出一大步。”

一般來說，醫(yī)院醫(yī)療中心的核磁共振（MRI）機(jī)器通常有12個線圈，但是開發(fā)中的新設(shè)備則有96個線圈，因此會在頭皮上形成密集的排列。Lawrence Wald是麻省總醫(yī)院的一名生物物理學(xué)家，他的團(tuán)隊(duì)與西門子合作開發(fā)了這款新設(shè)備。他說：“每個線圈只捕獲一小部分腦信息，因此，需要在頭皮上放置大量的小型檢測器。”每一個線圈測量大腦組織結(jié)構(gòu)中的一個很小、但是高度精確的自旋信號，然后，計(jì)算機(jī)將圖像拼接縫合在一起，形成一個高分辨率的腦部圖像。

新技術(shù)有助診斷癲癇、老年癡呆癥

這些多通道設(shè)備已經(jīng)為一些癲癇患者提供了幫助。在一份初期原始研究中，神經(jīng)病學(xué)家在三分之二被研究的癲癇患者中發(fā)現(xiàn)了異常情況。這些患者以前的腦部掃描結(jié)果顯示“正常”，醫(yī)生由此判定他們沒有患?。ㄊ聦?shí)上是已患病，但沒有檢測出來）。新設(shè)備的檢查發(fā)現(xiàn)讓這些患者得以接受進(jìn)一步的神經(jīng)外科治療，對患者來說，及早發(fā)現(xiàn)病癥對其治療是很關(guān)鍵的。

目前，科學(xué)家正采用新技術(shù)對老年癡呆癥患者進(jìn)行研究。Wald認(rèn)為，在老年癡呆癥這類疾病中，不能根據(jù)圖像進(jìn)行基本診斷，“我們希望能夠觀察大腦中較小的間隔，這樣會產(chǎn)生一些額外的診斷信息，也許還能監(jiān)視藥物治療的效果”。

被懷疑患有老年癡呆癥的患者可以進(jìn)行MRI檢查，以排除引起疾病癥狀的其他神經(jīng)學(xué)疾病。但是最近的研究表明，神經(jīng)學(xué)上的精細(xì)變化，增加了患病的危險(xiǎn)，這些變化可能包括記憶重要區(qū)域——海馬，以及對記憶和高等認(rèn)知功能都很重要的皮質(zhì)部分的萎縮。檢測這些變化需要進(jìn)行長期的掃描，以產(chǎn)生高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，在日常的臨床實(shí)踐中，是不可能進(jìn)行如此長時間掃描的。哈佛醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家Brad Dickerson表示：“新技術(shù)有望改變這一限制。”同時他也提醒，仍然需要數(shù)年時間才能實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的日常臨床使用，“我們正快速地進(jìn)入一個新時代，到那時我們能根據(jù)這些數(shù)據(jù)，鑒定老年癡呆癥病癥的異常情況”。

深度研究腦部功能控制區(qū)

新設(shè)備很可能在功能磁共振成像（FMRI）方面有重要的應(yīng)用。FMRI是使用MRI去測量大腦活躍部分發(fā)生的迅速、極微小新陳代謝變化的一種方法。FMRI會顯示大腦最活躍部位的血流，可作為間接測量活性的一種方法，而標(biāo)準(zhǔn)MRI只追蹤腦部血液流動的一個變化。FMRI技術(shù)通常被用于控制特殊功能的腦部組織定位，如控制語言和運(yùn)動功能的區(qū)域。新設(shè)備的首次臨床應(yīng)用很可能與FMRI一樣，將用于神經(jīng)外科的手術(shù)設(shè)計(jì)中。Bundy表示：“外科醫(yī)生都想知道，當(dāng)他們切除一個腦部腫瘤時，是否涉及到語言和運(yùn)動的功能區(qū)，且越精確越好。”

新儀器也可能會影響我們對腦部的基本了解。Gabrieli認(rèn)為，F(xiàn)MRI的空間分辨率多少有些限制，利用更高分辨率的圖像，科學(xué)家就能確定認(rèn)知功能各方面的神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)知識。Gabrieli表示，他很樂意去弄清楚大腦深部的一些微小結(jié)構(gòu)，是否在情緒調(diào)節(jié)方面扮演了重要的角色，例如能調(diào)節(jié)不同的情緒，如恐懼和高興。

目前，西門子正在麻省總醫(yī)院開展32路陣列設(shè)備的商品化開發(fā)工作，預(yù)計(jì)在今年晚些時候推出產(chǎn)品。而Wald和同事Graham Wiggins已經(jīng)開發(fā)了更多通道的新型掃描儀，包括96路和128路陣列。Wald自豪地宣稱：“利用這些新設(shè)備進(jìn)行腦部成像，可獲得最高分辨率的效果！”

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