核磁共振成像(MRI)技术通常是静态的。
但现在,来自马泰医学研究所、史蒂文斯理工学院、斯坦福大学和奥克兰大学的科学家们研发出了一项新的核磁共振成像技术,该技术可以实时、三维和精细地捕捉大脑的运动状态。
这项技术被称为3D放大MRI,或3DaMRI。
它可以演示出大脑的脉动运动,帮助研究人员将大脑疾病可视化,并辅助治疗阻碍大脑或阻断脑脊液的微小畸形或病症。这项技术为医生和研究人员提供了一种潜在的工具,可以在阻塞性脑部疾病和动脉瘤威胁生命之前,检测出那些难以发现的状况。
截至目前,研究人员已经发表了两篇关于aMRI的研究论文。
发表在《医学磁共振》上的第一篇论文介绍了3DaMRI方法,并将其与2DaMRI的前身进行了比较。文中介绍到,新方法最显著的结果就是人脑运动的可视化,并可以看到所有方向的运动。
▲3DaMRI演示的脑脊液流动
第二篇论文发表在《脑科学》上,对大脑在三维空间中的运动进行了准确的可视化和量化。
这两篇论文中报告的方法可以产生对大脑疾病的重要临床洞察力。
例如,通过这项技术可以显示出大脑底部的两个区域——即脑盆和小脑的异常运动。这可能预示着ChiariI畸形,这是一种导致脑组织延伸到椎管内的异常现象。
▲研究人员发现的大脑脉动运动的方向
年,科研人员研发出了二维放大的核磁共振成像技术,使核磁共振成像能够以一种前所未的方式捕捉大脑运动,而现在这种三维放大的MRI技术正是建立在年这项先前工作的基础上的。
新方法放大了心脏跳动时大脑的微观节律性脉动,使微小的活塞式运动可视化。这些运动的实际幅度还不到人类头发丝的宽度。但新的三维版本提供了更大的放大系数,可以将实际运动放大25倍。
这些被放大的画面包含着惊人的运动细节,可以更好地帮助研究人员识别出大脑中的异常,比如那些脊髓液阻塞引起的异常。
▲心脏跳动时大脑的微观节律性脉动
在3DaMRI技术诞生之后,它迅速被运用到了医学研究的多个领域,很多研究项目已经开始在新的成像软件中进行了。
马泰研究所的Holdsworth博士介绍到,我们现在就正在使用3DaMRI技术,看看是否能够找到关于轻度脑外伤对大脑影响的新见解。另一项马泰研究所和奥克兰大学之间的合作,是使用3DaMRI和大脑建模的方法来测量大脑压力,希望找到一种无需进行大脑手术的方式,去帮助治疗患有颅内高压的儿童。
在未来,这项技术可以扩大用于整个身体的其他健康疾病。
解剖列车创始人ThomasMyers对这项技术也显示出了极大的兴趣。
他说道:“人类的大脑仍然是我们宇宙中最引人入胜的一道风景。虽然现今的研究已经逐渐揭示出了神经元的作用、神经肽和神经胶质网络的细节,但意识如何在人脑中进行运作仍然是遥不可及的迷。这种将单一核磁共振图像变成视频的新方法揭示了大脑内部的运动,把我们以前所忽略的大脑运动呈现了出来。我们可以期待在未来的几十年里,人们可以继续揭示出关于大脑的一大批原理和真相,但我想,还是会有很多的谜团仍将存在。”
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