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18新利最新登入fMRI是如何工作的

南希·希夫/赫尔顿档案馆/盖蒂图片社

近年来,医疗技术取得了长足的进步,现在可以通过成像扫描将人体解剖成极薄的图像,并创建器官和组织的三维模型,以发现异常并诊断疾病。然而,一种相对较新的扫描叫做功能磁共振成像功能磁共振成像)使这项技术又向前迈进了一步。它不仅可以帮助诊断疾病大脑——它还可能使医生能够进入我们的心理过程,以确定我们的想法和感受。功能磁共振成像甚至可以检测出我们是否在说真话。

fMRI是基于相同的技术磁共振成像核磁共振成像)——一种使用强磁场和无线电波创建身体详细图像的非侵入性测试。但它不像核磁共振成像那样产生器官和组织的图像,它观察的是在大脑中流动来检测活动区域。这些血流的变化被电脑捕捉到,帮助医生更多地了解大脑是如何工作的。18新利最新登入

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核磁共振成像背后的概念自20世纪初就出现了。在20世纪30年代早期,哥伦比亚大学的物理学家伊西多·艾萨克·拉比实验了原子。他发现磁场与无线电波相结合会导致原子核“翻转”,这种特性现在被称为核磁共振。1944年,拉比被授予诺贝尔奖表彰他在物理学方面的开创性工作。

在20世纪70年代,纽约州立大学的化学教授保罗·劳特伯和英国诺丁汉大学的物理学教授彼得·曼斯菲尔德分别使用磁共振作为开发一种新的诊断技术的基础,这种技术被称为磁共振成像。第一台商用核磁共振扫描仪于1980年生产。

然后在20世纪90年代初,一位名叫小川诚司的物理学家在新泽西州的贝尔实验室工作,他在进行动物研究时发现了一些东西。他发现缺氧血红蛋白(血液中携带氧气的分子)受到磁场的影响与富氧血红蛋白不同。小川意识到他可以利用血氧反应的这些对比来绘制正常核磁共振扫描的大脑活动图像。

小川发现背后的基本思想实际上早在半个多世纪前就由化学家莱纳斯·鲍林提出了。在20世纪30年代,鲍林发现富氧血液和缺氧的血液对磁场拉力的反应差异高达20%。在功能磁共振成像中,精确定位这些差异使科学家能够确定大脑的哪个部分最活跃。

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