采用多重傳感器的腦成像系統(tǒng),,能產(chǎn)生更高分辨率的圖像,。上圖是麻省總醫(yī)院研發(fā)中的96路掃描儀原型,。下圖是西門子公司開(kāi)發(fā)的商業(yè)化32路設(shè)備產(chǎn)品。 美國(guó)麻省總醫(yī)院的研究人員與西門子醫(yī)療系統(tǒng)公司正聯(lián)袂開(kāi)發(fā)一新型腦部掃描儀,,將來(lái),,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(cè),,新的腦部掃描儀所提供的圖像將比目前市場(chǎng)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(guò)將多重傳感器放置在腦部,,設(shè)備能在很短的時(shí)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(duì)于未來(lái)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(lái)說(shuō),,醫(yī)院醫(yī)療中心的核磁共振(MRI)機(jī)器通常有12個(gè)線圈,,但是開(kāi)發(fā)中的新設(shè)備則有96個(gè)線圈,因此會(huì)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(kāi)發(fā)了這款新設(shè)備。他說(shuō):“每個(gè)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(cè)器。”每一個(gè)線圈測(cè)量大腦組織結(jié)構(gòu)中的一個(gè)很小,、但是高度精確的自旋信號(hào),,然后,計(jì)算機(jī)將圖像拼接縫合在一起,,形成一個(gè)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(méi)有患?。ㄊ聦?shí)上是已患病,但沒(méi)有檢測(cè)出來(lái)),。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(duì)患者來(lái)說(shuō),,及早發(fā)現(xiàn)病癥對(duì)其治療是很關(guān)鍵的。 目前,,科學(xué)家正采用新技術(shù)對(duì)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(huì)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(duì)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(cè)這些變化需要進(jìn)行長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)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(shí)他也提醒,,仍然需要數(shù)年時(shí)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(gè)新時(shí)代,到那時(shí)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(cè)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(huì)顯示大腦最活躍部位的血流,可作為間接測(cè)量活性的一種方法,,而標(biāo)準(zhǔn)MRI只追蹤腦部血液流動(dòng)的一個(gè)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(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)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(gè)腦部腫瘤時(shí),,是否涉及到語(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)的功能區(qū),,且越精確越好。” 新儀器也可能會(huì)影響我們對(duì)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(shí),。Gabrieli表示,他很樂(lè)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(kāi)展32路陣列設(shè)備的商品化開(kāi)發(fā)工作,預(yù)計(jì)在今年晚些時(shí)候推出產(chǎn)品,。而Wald和同事Graham Wiggins已經(jīng)開(kāi)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,!”