長期以來，科 學家 探索 大腦非侵入性核磁共振( MRI ， Magnetic Resonance Imaging )成像新技術 的腳步從未停止 。

前不久，韓國成均館大學生物醫(yī)學工程系樸昌源()副教授團隊和韓國大學大腦與認知工程系吉永英()教授團隊合作，開發(fā)了一種高時空分辨率下能對功能性磁共振神經(jīng)元活體直接成像(簡稱為 DIANA，Direct Imaging of Neuronal Activity)的方法。此種方法不僅保持了原來的高空間分辨率，還將時間分辨率精確至毫秒。

近日，相關論文以《高時空分辨率下神經(jīng)元活體直接成像》()為題發(fā)表在 Science 上[1]。

據(jù)了解，DIANA 方法通過血氧水平的依賴效應間接監(jiān)測大腦中的血流變化，從而反饋出大腦中的神經(jīng)信息，而不是像傳統(tǒng)方式一樣直接監(jiān)測神經(jīng)元的變化。

在 DIANA 的研發(fā)過程中，研究者改變了傳統(tǒng)的核磁共振腦部掃描方式，使機器能夠在不同時間點更快速生成腦部不同部位圖像。

這一系列操作僅發(fā)生在毫秒之內(nèi)，與人類思維速度相同。接下來，研究者將腦部圖像按照正確結構拼接起來，借此得到不同時間點的腦部完整圖像。

圖 | DIANA 神經(jīng)元活動的直接成像(來源：Science)

論文中提到，為了測試 DIANA 是否可以直接檢測神經(jīng)元活動，研究者進行了相關驗證實驗。首先，他們將麻醉的實驗小鼠放進核磁共振掃描儀之中，并對小鼠左側(cè)胡須墊進行電刺激(強度：0.5mA;持續(xù)時間：0.5 毫秒)。然后，將麻醉小鼠置于 9.4T 掃描儀內(nèi)，并對單個 1 毫米的冠狀腦切片進行成像。

與刺激胡須墊前產(chǎn)生的信號相比，DIANA 之中產(chǎn)生的信號顯著增加，而未被刺激的小鼠與死后的對照組小鼠沒有顯著的變化。

最有趣的是，DIANA 信號峰值在刺激時間達到 25 毫秒時生成。這意味著，胡須墊被刺激后有 24.00±2.92ms 的反應潛伏期。這進一步驗證了，DIANA 可以在毫秒范圍內(nèi)監(jiān)測相應刺激所誘發(fā)的反應。

在獲取信息的過程中，研究人員將線掃描方法與快速低角度拍攝梯度回波成像方法進行結合，以獲取更清晰的圖像。

關鍵詞： 韓國成均館大學生 高時空分辨率下活體直接成像實現(xiàn) 活體直接成像實現(xiàn) 活體直接成像