新“訪問”方式讓人腦活動可視化
張夢然
據5月29日最新一期《科學·轉化醫學》報道，美國加州理工學院研究人員在人類頭骨上設計了一種“定制窗口”，可用于將大腦活動數據可視化。這種顱窗使研究人員能在非手術室環境通過超聲成像觀察人類的大腦活動。該技術為臨床醫生和神經科學家提供一種侵入性較小方法，以高分辨率研究大腦。
為了研究、診斷和治療腦部疾病，科學家首先要能夠測量大腦功能。然而，許多記錄大腦活動的現有技術是高度侵入性的，或者不能在手術室外進行。其他侵入性較小的方法（如MRI）不夠靈敏，也會限制參與者的運動。目前一種很有前途的方法是功能性超聲成像，這種技術非常靈敏，可以大規模捕獲高分辨率圖像，但卻無法透過成年人厚厚的頭骨進行。
研究團隊此次創造性地克服了這一障礙，用聚合物頭骨替代材料構建了一個聲學“窗口”，借此能夠透過人類頭骨進行功能超聲成像。在對大鼠進行一些初步測試后，研究團隊在一名成年志愿者身上安裝了一個由聚甲基丙烯酸甲酯制成的聲學“窗口”。該志愿者曾在創傷性腦損傷后接受了顱骨重建手術。
利用超聲波透過“窗口”成像，研究團隊成功記錄了志愿者在手術室外的大腦活動。當志愿者玩“連接點”視頻游戲時，他們解碼了皮層的活動；在志愿者彈奏吉他時，也能繪制出皮層反應。
研究人員表示，這種“訪問”大腦的方式將使廣大腦損傷患者直接獲益，并為神經科學發現、治療方法改進以及腦機接口發展打開一扇新的窗口。
【總編輯圈點】
科學家怎樣探測人類脆弱而復雜的大腦？簡單來說，第一種是有損方式，譬如生理解剖、植入電極等，都屬于風險較高的手術，且容易有后遺癥，對一般科研任務來說并不適用。第二種無損方式在研究中比較常見，像腦電圖、功能磁共振成像、正電子發射斷層顯像，它們的缺點就是遠不如第一種精準�，F在，科學家打開了這扇“聲學顱窗”，結合了二者的優點，規避了它們的缺陷，能更直接安全地記錄大腦活動，進而研究大腦機能，治療腦部疾病，甚至操控外界設備。
