科學(xué)家們使用新的 MRI 技術(shù)來創(chuàng)建延時圖像 因為活的大腦會對體驗做出反應(yīng)

在過去的 40 年里，磁共振成像 (MRI) 已經(jīng)改變了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，使科學(xué)家能夠創(chuàng)建清晰的活腦結(jié)構(gòu)快照，甚至檢測與某些活動相關(guān)的功能變化。

與 X 射線或 CT 掃描不同，MRI 不依賴于輻射束。相反，強大的磁場和無線電波被用來暫時排列身體水分子中的氫原子，這意味著它可以創(chuàng)建一個清晰的軟組織圖像，比如大腦。

但是，由 UNM 神經(jīng)科學(xué)家 Elaine Bearer、醫(yī)學(xué)博士、加州理工學(xué)院和南加州大學(xué)的合作者開發(fā)的一項新技術(shù)使 MRI 更進(jìn)一步。

在發(fā)表在《生物醫(yī)學(xué)核磁共振》雜志上的一篇論文中，他們報告了使用錳(一種在全身發(fā)現(xiàn)的微量礦物質(zhì))作為核磁共振造影劑的對比劑，可以通過“延時”系列圖像揭示大腦對特定疾病的反應(yīng)。經(jīng)驗。

“這份報告強調(diào)了基于錳的對比研究整個大腦動態(tài)轉(zhuǎn)變的力量，”UNM 病理學(xué)系教授 Bearer 說。“大腦不是一個靜態(tài)的東西。這種 MRI 技術(shù)描繪了隨著時間的推移經(jīng)歷的緩慢后果。它使我們能夠更深入地觀察思維和感覺的驚人復(fù)雜性。”

在錳增強 MRI (MEMRI) 中，少量錳通過與鈣相同的細(xì)胞途徑進(jìn)入神經(jīng)元，鈣在大腦信號傳導(dǎo)中起關(guān)鍵作用。當(dāng)錳離子穿過神經(jīng)元時，它們突出了細(xì)胞的活動，突出了它與相鄰神經(jīng)元通信的投射。

“這種令人興奮的新興方法捕捉了正常行為期間大腦的功能，否則在這種規(guī)模下無法知道，”博士泰勒烏塞爾曼說。Bearer實驗室的學(xué)生，他是該論文的合著者。新墨西哥大學(xué)醫(yī)學(xué)院畢業(yè)生、醫(yī)學(xué)博士克里斯托弗·梅迪納 (Christopher Medina) 也是合著者。

“我們的出版物還為使用造影劑的安全考慮提供了重要的見解，”烏塞爾曼說。“我們舉了一些例子來說明 MEMRI 如何揭示聽力系統(tǒng)的發(fā)展，以及唐氏綜合癥、阿爾茨海默病和焦慮癥。”

標(biāo)準(zhǔn) MRI 掃描對于檢測大腦中的腫瘤或血管異常具有很大的診斷價值，它們可以揭示某些大腦結(jié)構(gòu)的變化與特定行為有關(guān)，例如冥想或?qū)W習(xí)第二語言。但它們并沒有顯示大腦實際上在做什么，Bearer 說。

“我們通常為人類診斷做的 MR 只是你的解剖圖像，”她說。神經(jīng)科學(xué)家還使用一種稱為功能性 MRI 的技術(shù)來測量腦血流量，這是基于大腦高度活躍的區(qū)域使用更多氧氣的想法。

然而，血氧水平依賴(BOLD)信號較弱，需要計算分析，它混合了血管和神經(jīng)活動，Bearer 說。“使用 BOLD，您檢測到的是神經(jīng)活動的代理。”

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