医学进展
2018年10月号
医学进展

功能性脑成像即将“进阶”!

作者:高建臣

两组研究人员正准备将新的功能性脑成像技术引入临床。

在几年内,医生们将会有一种方法,在住院婴儿的床边监测大脑功能,这是目前在大型功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)机器上无法实现的。

欧洲研究人员开发了一种便携式脑扫描技术,叫做功能性超声成像(functional ultrasound imaging,fUSI)。fUSI系统采用了一种灵活的、非侵入式的头戴式支架,并将视频脑电图记录与脑微血管极速多普勒(ultrafast Doppler,UfD)成像技术相结合。

研究人员先前开发了UfD技术,该技术每秒钟可产生10000张图像,而传统超声技术每秒可生成50张图像,因此,UfD技术可使检测新生儿的小血管或低血流量。

在《科学转化医学》杂志上发表的一项概念验证研究中,研究人员证明了fUSI对新生儿在睡眠状态和癫痫发作时大脑活动变化下的脑血流量改变的可视化能力。研究人员说,进一步的研究需要探索在长时间暴露的情况下进行脑部超声波扫描的安全性。

同样即将问世的是下一代MRI扫描仪,它可以放大小如种子大小的大脑区域,与当前的机器相比,它的空间分辨率提高了20倍。

美国加州大学伯克利分校的研究人员将在未来两年内建立一个原型机,其获得了美国国立卫生研究院的“推进创新神经技术脑研究计划”(简称“脑计划”)的1343万美元资助。

这项新技术被称为磁共振皮质造影术(magnetic resonance corticography,MR corticography),它将促进fMRI及皮质层的弥散成像,从而对不同的神经元群进行描绘。

首席研究员David Feinberg解释说,每一个皮质层都是特定回路的一部分。因此,新的扫描仪被设计用来识别神经回路异常,以便更早、更具体地诊断异常的大脑状况,如癫痫、自闭症谱系障碍、阿尔茨海默病、慢性疼痛和精神障碍。

分辨率的提高来自于一系列的创新组合,包括大量更小的接收线圈,更高性能的梯度线圈,更快的成像脉冲序列,以及减少在图像重建中的噪音。

Feinberg说,通过实现一种接近人类皮质基本组织单元大小的分辨率,研究人员将能够研究大脑皮质神经回路,明确皮质层和柱之间的通信。这将有助于缩小研究人员对细胞水平的神经活动与人类行为和认知之间理解的差距。(作者:高建臣)

参考文献:Journal of the American Medical Association 2017; 318:1750

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