依靠血氧水平的功能性磁共振成像用于获得活人的大脑图像。这项技术不是直接观察神经元活动,而是通过一个指标跟踪大脑的血流变化,即血氧水平依赖效应。事实上,通常在几秒钟内,依赖血氧水平的fMRI会随着时间的推移生成多个图像。在这项新研究中,研究人员在完全不使用新仪器的情况下修改了核磁共振脑扫描方式。
这项新技术被称为神经元活动直接成像,其工作方式是改造现有的MRI机器,以更快的速度在毫秒级别生成一系列局部图像。这个速度和事故的速度相当。神经信号以毫秒的水平传递,整个认知决策等活动只需要0.1秒。然后,研究人员可以结合这些局部图像,从整体上看到每个时间点的大脑横截面。
进一步观察可以发现,DIANA信号实际上是随着时间移动的。(威廉莎士比亚DIANADIANADIANADIANA)敲完胡子垫后,大约10毫秒出现在被称为丘脑的大脑区域,大约25毫秒移动到体感皮层的一个部分,几毫秒后出现在体感皮层的另一个部分。
利用前生理学和光遗传学等入侵性技术测量相同的大脑区域,结果显示DIANA信号实际上正在追踪神经元活动对胡须刺激的反应。
到目前为止,这项新技术只在老鼠身上测试过,但研究人员称之为“游戏规则的改变者”,这表明科学家们可以改变研究大脑的方式,并导致对大脑工作原理的新理解。
功能性核磁共振技术革新了人类对大脑的认识,但为了揭开大脑神经功能的秘密,空间和时间分辨率仍然需要提高。研究组的解决方案是每隔几毫秒拍摄一次特定的大脑区域横截面图像,然后将局部图像拼接在一起。该方法在小鼠实验中已经得到可行性验证,跟踪神经元活动对刺激的反应。未来有潜力应用于对人脑的研究。这是革命性的突破,但没有使用任何新仪器,研究人员通过改进软件将核磁共振的检测时间分辨率提高到毫秒水平。
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