監聽血液在大腦不同部位的流動

加州理工學院的科學家們找到一種新的方法來使用精確的超音波成像科技,這種技術可以讓父母在孩子未出生前就看到甚至是讀取及預測胎兒大腦中的活動,簡單來說,科學家們能夠利用超音波來監聽血液在大腦不同部位的流動,且他們也意識到這是大腦神經區域在任何特定時刻都處於活躍狀態的一個象徵,這項有趣的研究發表在最近的《神經元》雜誌上。

預測動物下一步採取的行動

科學家在將靈長類動物研究的數據運用到一個演算法中之後,他們還發現大腦的某些血液流動模式不僅能匹配且還能預測靈長類動物下一步要採取的行動以及他們將要採取的行動的時間,這讓科學家相信沒有理由它在人的身上不起作用。

總之,科學家們在一份新聞稿中聲稱,這種預測性神經成像科技可能會產生一個新的腦機介面技術時代,它比市場上的其他工具更精確卻危害更小,該研究的主要作者大衛·馬雷斯卡在發佈會上說:「第一個里程碑就是超音波可以捕捉到大腦中與身體運動有關的訊號。」

只有一根頭髮大小的無侵入手術

超音波的使用可以解決神經成像和腦機介面領域的一個主要問題,過去我們就曾有植入大腦物和電極,可以對大腦進行極其精確的記錄,但因為它們所需要的都是侵入性的以及潛在有害的腦部手術,所以此技術都只能在極端情況下使用,比如嚴重癲癇患者,再者,我們就算有無侵入性的腦成像工具,如功能磁共振成像或腦電圖陣列,但這些有很大的機率會產生不精確的數據,不然就是需要大量的甚至幾乎一個房間大小的機器。

然而,此次研究發布的超音波技術兼備了先前兩項技術都做不到的事,科學家們可以用它將大腦成像工具縮小到100奈米的尺度—大概只有10個神經元或一根頭髮那麼大而已,且還不需要進行腦部手術。馬雷斯卡在發佈會上說:「功能性超音波成像能夠以比功能磁共振成像還多10倍的靈敏度且更敏感的分辯記錄這些數據。」

圖片來源:IMAGE BY S. NORMAN / CALTECH

資料來源:DAN ROBITZSKI(2021,MAR 24).CALTECH SCIENTISTS SAY THEY CAN READ HUMAN BRAIN WITH ULTRASOUND. Futurism

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