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

前不久，韓國成均館大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系樸昌源()副教授團隊和韓國大學(xué)大腦與認(rèn)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(guān)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(guān)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(dá)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(yīng)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(yīng)刺激所誘發(fā)的反應(yīng)。

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(jié)合，以獲取更清晰的圖像。

關(guān)鍵詞： 韓國成均館大學(xué)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