科学家在男人的头骨上插入一个窗户,以超声波阅读他的大脑

科学作者 / 姓名 / 2025-06-16 16:29
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首先,科学家使用超声波来凝视一个人的 脑。该男子的大脑活动被记录在医疗设施外完成,包括玩电子游戏。 为了实现这一壮举,研

首先,科学家使用超声波来凝视一个人的 。该男子的大脑活动被记录在医疗设施外完成,包括玩电子游戏。 

为了实现这一壮举,研究人员将材料植入了该人的头骨中,使超声波传递到他的大脑中。 

通过这个“声学上透明”窗口进入后,这些波浪从组织之间弹出了边界。然后,一些弹跳波返回到连接到扫描仪的超声探针。数据允许科学家构建男人大脑中发生的事情的图片,类似于超声扫描如何可视化 子宫里的胎儿。 

团队监测了随着时间的流逝,大脑的血液体积变化,特别是在称为后顶叶皮层和运动皮层的大脑区域中进行变焦。这两个区域都有助于协调运动。

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评估血液体积的变化是间接跟踪脑细胞活性的一种方法。那是因为当神经元更活跃时,它们需要更多由血管传递的氧气和营养。

这项新研究基于非人类灵长类动物的先前研究。现在与一个人一起工作,科学家能够使用超声成像来监视男人进行各种任务时的精确神经活动,例如玩一个简单的连接点视频游戏和弹奏吉他。该小组在5月29日发表的《科学翻译医学》杂志上发表的论文中描述了他们的发现。

南加州大学的共同研究作者兼神经外科医生Charles Liu博士在一份声明中说:“与非人类灵长类动物一样,患者的超声数据表明了“动作这种操纵杆,弹奏这种吉他”。

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艺术家对大脑内血管的渲染

功能性超声成像 —含义超声检查,跟踪大脑中血液体积的变化—被认为是 有希望的替代方案 传统的脑成像技术,例如功能磁共振成像(fMRI)。这是因为它被认为 更敏感 大脑活动的变化。此外,所得图像具有更高的分辨率,该方法不需要患者在医院长时间静止地躺在机器中。 

因此,理论上可以在现实生活中跟踪患者的大脑活动。目前可以使用 门诊脑电图,但是脑电图跟踪电活动,而不是血液流动,并且它通过头部和头骨的皮肤来进行,因此并不是超级精确的。   

同样,人类的头骨一直是 超声波的障碍,阻止他们进入大脑。这就是为什么在新的研究中,刘及其同事通过测试将其颅骨移除的患者测试他们的方法来克服了这一障碍的原因。这是为了减轻严重的脑损伤(TBI)后的大脑压力。 

通常,接受此手术的TBI患者被给予钛网格或定制植入物 更换他们的头骨缺失部分。在这种情况下,团队建造了听觉上透明的植入物。研究作者说,将来,新技术可能不仅限于TBI患者。 

“有许多干预措施需要去除一部分头骨,” Mikhail Shapiro加州理工学院的联合研究作者和化学工程和医学工程学教授在声明中说。“因此,有许多患者有可能从颅内植入物中受益,而颅骨植入物与超声使用的声学信号透明。”

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