科技日報記者 張夢然
美國加州大學柏克萊分校團隊開發出一種超高分辨率7 T磁共振成像（MRI）掃描器，其記錄的細節比當前7T掃描器多出10倍，比當前大多數醫院使用的主流3T掃描器多出至少50倍以上。這一顯著提升意味著，科學家可看到功能性MRI（fMRI）的細節寬度小至0.4公釐，而當今標準細節寬度要達到2到3公釐。研究成果27日發表在【自然·方法學】上。
使用更高分辨率的下一代7T MRI（左）與傳統7T掃描器（中）和標準3T醫院掃描器（右）進行的人腦掃描的比較。憑借更高的分辨率，神經科學家可更精確地定位大腦中的訊號（橙色），以了解正常的大腦回路以及與大腦疾病相關的變化。
圖片來源：加州大學柏克萊分校/先進MRI技術公司
現今核磁共振成像的速度依然不夠快，科學家無法看到資訊從大腦的一個區域怎樣傳遞到另一個區域。更高空間分辨率的掃描器則可辨識大腦皮層不同深度的活動，透過區分皮層不同細胞層的活動來間接揭示大腦回路。
神經科學家發現，在視覺大腦區域中，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域接收資訊，而中層皮層則接收來自大腦視覺區域的資訊。透過將fMRI活動精確定位到皮層的特定深度，神經科學家可追蹤整個大腦和皮層的資訊流。
「下一代（NexGen）7T掃描器」的設計采用大幅改進的梯度線圈和更大的接收器陣列線圈（用於檢測大腦訊號），同時保持在人體神經元刺激閾值以下。掃描器用128通道接收器系統取代了標準的32通道，能在皮層以更高的訊雜比實作更快的數據采集。
新的硬體技術提供的3D影像分辨率比以前的7T掃描器高10倍，比用於醫療診斷的典型醫院3T掃描器高125倍。
研究人員表示，下一代7T掃描器使他們能在fMRI、擴散和結構成像中以更高的空間分辨率觀察不同大腦疾病背後的大腦回路，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科學研究。
總編輯圈點：
磁共振，臨床上常用的一種影像學檢查手段。一般來說，要提高磁共振檢查的成像品質，就要加大磁場強度，提高收集到的訊號強度。此次，科研人員改進了掃描器和接收器的線圈，實作更快和更高品質的數據采集。更快，意味著能記錄下一些瞬時活動；更高品質，則意味著能分辨出更多細節。大腦功能復雜，區域和區域之間一直在不斷傳遞資訊，更好的成像技術，對研究大腦疾病甚至是大腦本身的運作方式都有重要意義。
