
科学家首次使用超声波窥视人的大脑内部。当这名男子在医疗机构外完成任务时,包括玩电子游戏,他的大脑活动被记录下来。
为了实现这一壮举,研究人员将一种材料植入该男子的头骨,使超声波能够进入他的大脑。
在通过这个“声音透明”的窗口进入后,这些波在组织之间的边界上反弹。然后,一些反射波返回到与扫描仪相连的超声波探头。这些数据使科学家们能够描绘出这名男子大脑中发生的事情,就像超声波扫描可以看到子宫里的胎儿一样。
研究小组监测了随着时间的推移大脑血容量的变化,特别放大了大脑的后顶叶皮层和运动皮层。这两个区域都有助于协调运动。
功能性超声成像——即追踪大脑血容量变化的超声——被认为是传统脑成像技术(如功能性磁共振成像(fMRI))的一个有希望的替代方案。这是因为它被认为对大脑活动的变化更敏感。此外,生成的图像具有更高的分辨率,并且该方法不需要患者在医院长时间躺在机器上。
因此,理论上你可以在现实生活中追踪病人的大脑活动。目前这可以通过动态脑电图来实现,但脑电图追踪的是电活动,而不是血液流动,它是通过头部和头骨的皮肤来实现的,所以它不是非常精确。
同样,人类的头骨在历史上一直是超声波的屏障,阻止它们进入大脑。这就是为什么在这项新研究中,刘和同事们克服了这一障碍,在一位切除了部分颅骨的病人身上测试了他们的方法。这是为了减轻他在严重的创伤性脑损伤(TBI)后的大脑压力。
通常,接受这种手术的创伤性脑损伤患者会被植入钛网或定制的植入物来代替他们颅骨缺失的部分。在这种情况下,研究小组制造了透明的植入物。该研究的作者说,在未来,这项新技术可能不仅仅局限于创伤性脑损伤患者。
该研究的资深作者之一、加州理工学院化学工程和医学工程教授米哈伊尔·夏皮罗在声明中说:“有许多干预措施需要切除部分颅骨。”“因此,有许多患者可能会从对超声波使用的声信号透明的颅骨植入物中受益。”
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