科技生活| 6400万倍MRI效果 史上最高清脑图像

在美国化学家帕尔-拉特伯（Pal Laterbur）详细介绍了第一个核磁共振成像(MRI)之后的50年，科学家们用有史以来最清晰的小鼠大脑扫描来纪念这一历史性的医学大事件。

经过近40年的努力，来自杜克大学活体显微镜中心的研究人员与田纳西大学健康科学中心、宾夕法尼亚大学、匹兹堡大学和印第安纳大学的科学家一起，制作了比现有技术更清晰6400万倍的核磁共振成像视觉效果。

这种核磁共振成像能够捕捉到如此详细的图像，每个体素(一个像素的三维版本)的尺寸仅为5微米，或千分之五毫米。这意味着，虽然目前的核磁共振技术已经足够先进，可以发现脑瘤，例如，这种清晰的图片可以更进一步，显示组织和更详细的连接。

核磁共振成像能够捕捉到整个小鼠大脑中电路数据的图像。研究人员认为，这种水平的详细成像将使人们能够更好地了解大脑如何随着年龄、饮食和神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏症)而变化。

主要作者、杜克大学放射学、物理学和生物医学工程教授G.Allan Johnson说：“这是一个真正能够发挥作用的东西。我们可以开始以一种完全不同的方式来看待神经退行性疾病。”

作为活体显微镜中心近40年工作的结晶，这种核磁共振成像的解像度是通过一些令人印象深刻的技术才得以实现。该团队使用了一个强大的9.4特斯拉磁铁(临床核磁共振一般有1.5-3特斯拉磁铁)，一组比标准扫描强100倍的梯度线圈，以及一台相当于800台笔记本电脑的超级电脑，所有这些都是为了捕捉单个小鼠大脑。

更重要的是，在核磁共振成像的视觉效果完成后，研究人员用光片显微镜扫描了脑组织。这使科学家们能够标记特定的细胞组，使他们能够观察到神经退行性疾病如何随着时间的推移而发展。

通过使用不同年龄和基因构成的小鼠，科学家们能够看到动物的全脑连接性是如何随时间变化的，以及某些区域，如与记忆有关的丘下区，是如何比其他区域明显变化的。这些图像还能够捕捉到阿尔茨海默氏症是如何破坏神经网络的。

这项研究为进一步的技术发展铺平了道路，以捕捉人类大脑的如此细节，这将使人们更加了解组织如何随着年龄的增长而变化，以及哪些干预措施可能有助于避免退化。

图片：Duke Center for In Vivo Microscopy

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