2007年7月16日

脑影像学进展

蓝色,程式化的人脑在黑色背景上的侧视图

Brain imaging is becoming an increasingly important tool in many research areas, including sleep, addiction and other behaviors, and in diseases such as autism, Alzheimer's disease and Parkinson'的疾病。它的广泛使用正在推动新的,更灵活的工具的开发。研究人员现已开发出一种高性能,便携式系统,与当前的大脑成像系统相比,它具有独特的优势。

当前使用的大型扫描仪在许多情况下使大脑成像困难,例如,在重症监护室的患者,执行复杂任务的研究对象或需要镇静的婴儿和幼儿中。漫射光学成像(DOI)是一种使用小型灵活成像盖的移动系统。与使用电离辐射的正电子发射断层扫描(PET)相比,DOI使用安全的红外光进行成像。 DOI以类似于功能MRI(fMRI)的方式检测血液动力学,功能MRI主要测量一种形式的血红蛋白(一种在我们的血液中携带氧气的分子)的水平。 DOI可以测量携带氧气和不携带氧气的血红蛋白水平,从而使研究人员能够更完整地了解大脑中的血液活动。尽管具有这些优点,但DOI仍受其分辨率低,无法测量面积量和设备复杂性的限制。

由华盛顿大学医学院的Joseph Culver博士领导的研究小组着手开发一种具有改进图像质量的更先进的光学成像系统。他们的工作得到了美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS)和美国国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)的部分支持。在在线版中 美国国家科学院院刊 2007年7月6日,他们报告了高性能,高密度漫射光学层析成像(DOT)系统的开发。

研究人员通过功能映射成人的人类视觉皮层来展示他们的系统。这个大脑区域非常适合测试新的大脑成像技术,因为其结构和功能已经使用其他方法进行了全面映射。高密度DOT系统的结果与以前的视觉核磁共振成像和PET皮层映射一致。

这项研究表明,高密度DOT可以作为实用且功能强大的功能性大脑映射工具。该系统也是可扩展的,这将允许绘制更大的大脑区域。研究人员预计,这一进展将为发展中和患病大脑的众多新研究开辟道路。

—哈里森·温(Harrison Wein)博士