一種超高分辨率磁共振成像掃描儀
日前,美國加州大學(xué)伯克利分校團隊開發(fā)出一種超高分辨率7 T磁共振成像(MRI)掃描儀,其記錄的細節(jié)比當前7T掃描儀多出10倍,比當前大多數(shù)醫(yī)院使用的主流3T掃描儀多出至少50倍以上。這一顯著提升意味著,科學(xué)家可看到功能性MRI(fMRI)的細節(jié)寬度小至0.4毫米,而當今標準細節(jié)寬度要達到2到3毫米。研究成果27日發(fā)表在《自然·方法學(xué)》上。
使用更高分辨率的下一代7T MRI(左)與傳統(tǒng)7T掃描儀(中)和標準3T醫(yī)院掃描儀(右)進行的人腦掃描的比較。憑借更高的分辨率,神經(jīng)科學(xué)家可更精確地定位大腦中的信號(橙色),以了解正常的大腦回路以及與大腦疾病相關(guān)的變化。 現(xiàn)今核磁共振成像的速度依然不夠快,科學(xué)家無法看到信息從大腦的一個區(qū)域怎樣傳遞到另一個區(qū)域。更高空間分辨率的掃描儀則可識別大腦皮層不同深度的活動,通過區(qū)分皮層不同細胞層的活動來間接揭示大腦回路。 神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在視覺大腦區(qū)域中,淺層和最深層的皮層包含“自上而下”的回路,它們從較高的皮層大腦區(qū)域接收信息,而中層皮層則接收來自大腦視覺區(qū)域的信息。通過將fMRI活動精確定位到皮層的特定深度,神經(jīng)科學(xué)家可追蹤整個大腦和皮層的信息流。 “下一代(NexGen)7T掃描儀”的設(shè)計采用大幅改進的梯度線圈和更大的接收器陣列線圈(用于檢測大腦信號),同時保持在人體神經(jīng)元刺激閾值以下。掃描儀用128通道接收器系統(tǒng)取代了標準的32通道,能在皮層以更高的信噪比實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)采集。 新的硬件技術(shù)提供的3D圖像分辨率比以前的7T掃描儀高10倍,比用于醫(yī)療診斷的典型醫(yī)院3T掃描儀高125倍。 研究人員表示,下一代7T掃描儀使他們能在fMRI、擴散和結(jié)構(gòu)成像中以更高的空間分辨率觀察不同大腦疾病背后的大腦回路,包括退行性疾病、精神分裂癥以及自閉癥譜系障礙,從而以更高的粒度進行人類神經(jīng)科學(xué)研究。 |