美國加州大學(xué)伯克利分校團(tuán)隊開發(fā)出一種超高分辨率7T磁共振成像（MRI）掃描儀，其記錄的細(xì)節(jié)比當(dāng)前7T掃描儀多出10倍，比當(dāng)前大多數(shù)醫(yī)院使用的主流3T掃描儀多出至少50倍以上。這一顯著提升意味著，科學(xué)家可看到功能性MRI（fMRI）的細(xì)節(jié)寬度小至0.4毫米，而當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)寬度要達(dá)到2到3毫米。研究成果27日發(fā)表在《自然·方法學(xué)》上。
現(xiàn)今核磁共振成像的速度依然不夠快，科學(xué)家無法看到信息從大腦的一個區(qū)域怎樣傳遞到另一個區(qū)域。更高空間分辨率的掃描儀則可識別大腦皮層不同深度的活動，通過區(qū)分皮層不同細(xì)胞層的活動來間接揭示大腦回路。
神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在視覺大腦區(qū)域中，淺層和最深層的皮層包含“自上而下”的回路，它們從較高的皮層大腦區(qū)域接收信息，而中層皮層則接收來自大腦視覺區(qū)域的信息。通過將fMRI活動精確定位到皮層的特定深度，神經(jīng)科學(xué)家可追蹤整個大腦和皮層的信息流。
“下一代（NexGen）7T掃描儀”的設(shè)計采用大幅改進(jìn)的梯度線圈和更大的接收器陣列線圈（用于檢測大腦信號），同時保持在人體神經(jīng)元刺激閾值以下。掃描儀用128通道接收器系統(tǒng)取代了標(biāo)準(zhǔn)的32通道，能在皮層以更高的信噪比實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)采集。
新的硬件技術(shù)提供的3D圖像分辨率比以前的7T掃描儀高10倍，比用于醫(yī)療診斷的典型醫(yī)院3T掃描儀高125倍。
研究人員表示，下一代7T掃描儀使他們能在fMRI、擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)成像中以更高的空間分辨率觀察不同大腦疾病背后的大腦回路，包括退行性疾病、精神分裂癥以及自閉癥譜系障礙，從而以更高的粒度進(jìn)行人類神經(jīng)科學(xué)研究。
【總編輯圈點】
磁共振，臨床上常用的一種影像學(xué)檢查手段。一般來說，要提高磁共振檢查的成像質(zhì)量，就要加大磁場強(qiáng)度，提高收集到的信號強(qiáng)度。此次，科研人員改進(jìn)了掃描儀和接收器的線圈，實現(xiàn)更快和更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集。更快，意味著能記錄下一些瞬時活動；更高質(zhì)量，則意味著能分辨出更多細(xì)節(jié)。大腦功能復(fù)雜，區(qū)域和區(qū)域之間一直在不斷傳遞信息，更好的成像技術(shù)，對研究大腦疾病甚至是大腦本身的運作方式都有重要意義。
來源：科技日報
記者：張夢然
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