多模態(tài)神經(jīng)成像：讓大腦病灶無(wú)處可逃

  　■ 新技術(shù)

　　當(dāng)愛因斯坦想像追逐一束光線并趕上光速時(shí)，人類次想到了相對(duì)論；當(dāng)萊特兄弟想像自己能像鳥兒一樣飛翔時(shí)，世界上次發(fā)明了實(shí)用型飛機(jī)。事實(shí)證明：想像力能夠激發(fā)創(chuàng)造力。

　　而近的一項(xiàng)研究證明，患者通過想像還可以幫助醫(yī)生對(duì)其大腦病灶進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

　　這項(xiàng)研究通過應(yīng)用一種新型的多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)對(duì)患者大腦的想像進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為手術(shù)精確切除病灶提供了依據(jù)。這項(xiàng)旨在為需要進(jìn)行腦部手術(shù)的患者進(jìn)行非侵入式監(jiān)測(cè)的技術(shù)，目前已在許多癲癇癥患者身上得到了應(yīng)用。

　　作為該項(xiàng)技術(shù)的主要承擔(dān)者——美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系、神經(jīng)科學(xué)系教授、生物醫(yī)學(xué)功能成像與計(jì)算實(shí)驗(yàn)室主任的賀斌博士，日前在回國(guó)期間接受了記者采訪。

　　“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，人體在想像做出某種動(dòng)作的時(shí)候大腦所出現(xiàn)的功能變化，與人體真正去做出這個(gè)動(dòng)作的時(shí)候大腦所出現(xiàn)的功能變化，其信號(hào)相似度非常一致。”賀斌對(duì)這一研究結(jié)果感到很興奮，因?yàn)樗c之前神經(jīng)學(xué)家們的另一發(fā)現(xiàn)不謀而合：大腦在視物和想像過程中，實(shí)際上使用了相同的途徑，只是方法不同而已。

　　試著想像一下，寒冬臘月，當(dāng)你頭腦中想像正身在一個(gè)火爐旁時(shí)，是不是也會(huì)有一種溫暖的感覺？其實(shí)這個(gè)原理跟“望梅止渴”的道理是一樣的。

　　神經(jīng)科學(xué)家們?cè)谥暗难芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在人類視物過程中，外部世界的刺激通過視網(wǎng)膜到達(dá)初級(jí)視覺皮質(zhì)，再傳導(dǎo)至中樞直到認(rèn)出物體。在大腦想像的過程中，來自中樞的刺激向下傳到初級(jí)視覺皮質(zhì)，直到被認(rèn)知?？茖W(xué)家們現(xiàn)在明白，為什么當(dāng)—個(gè)人想像自己像邁克爾·喬丹那樣投籃時(shí)，真的會(huì)提高自己的投籃技術(shù)。這一研究認(rèn)為，臆想出來的事物就跟真正看到的一模一樣，至少對(duì)于觀察者自己的頭腦來說是這樣。

　　按照類似的推理，想像出來的動(dòng)作和真正做出的動(dòng)作，對(duì)于人們的大腦來說也應(yīng)當(dāng)是一模一樣。事實(shí)證明確實(shí)如此。具體對(duì)賀斌所研究的癲癇癥患者來說，他們相像中所出現(xiàn)的癲癇發(fā)作時(shí)大腦的活動(dòng)應(yīng)當(dāng)與實(shí)際發(fā)作時(shí)候的大腦活動(dòng)基于一致。這為那些需要手術(shù)治療的患者提供了一條準(zhǔn)確定位監(jiān)測(cè)的理論依據(jù)。

　　“像癲癇癥患者，他們大腦的病態(tài)并非孤立的，而是一個(gè)病態(tài)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，目前為了監(jiān)測(cè)這種患者的大腦活動(dòng)，臨床通常對(duì)有手術(shù)需求的患者采取將電極埋入腦部或頭皮的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這是一種侵入式的監(jiān)測(cè)方式，本身就會(huì)對(duì)患者造成一定程度的創(chuàng)傷。對(duì)全球1500多萬(wàn)通過用藥不能控制的癲癇癥患者來說，大多無(wú)法接受。”

　　“目前，全球大約有五千萬(wàn)人患有癲癇癥，其中三分之一的患者無(wú)法用藥物進(jìn)行治療和控制，對(duì)這部分人而言，通過腦部手術(shù)切除病灶是有效的方法。但臨床上真正進(jìn)行外科手術(shù)治療的病例卻特別少，即使在美國(guó)，每年也只有2000—3000例癲癇癥患者選擇手術(shù)治療方式。還有眾多的癲癇癥患者仍然生活在隨時(shí)都可能會(huì)發(fā)作的陰影和擔(dān)憂中。”談及目前癲癇癥患者的現(xiàn)狀，賀斌語(yǔ)氣中透出一絲憂慮，“其主要的制約因素就在于這項(xiàng)手術(shù)的復(fù)雜性及其侵入式監(jiān)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)性。因此臨床上急需發(fā)展一種非侵入式的電生理學(xué)神經(jīng)成像方式用于輔助腦部手術(shù)計(jì)劃。”

　　而賀斌所進(jìn)行的多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)就是這樣一種非侵入式的電生理學(xué)神經(jīng)成像方式。賀斌告訴記者，所謂多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)就是將目前通用的功能磁共振成像技術(shù)與腦電成像技術(shù)合二為一，將大腦神經(jīng)元的功能活動(dòng)成像記錄，并對(duì)異常的病灶區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。

　　他解釋道，所謂腦電成像技術(shù)就是通過儀器使得神經(jīng)科學(xué)家可以看到“活體腦的內(nèi)部”。通過腦成像方法，人類次可以直接看到大腦的認(rèn)知活動(dòng)，認(rèn)知科學(xué)有了研究大腦認(rèn)知和智力的“望遠(yuǎn)鏡”和“顯微鏡”。近年來，國(guó)內(nèi)外認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和腦成像技術(shù)飛速發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家在短短數(shù)年中建立起成批投資規(guī)模以千萬(wàn)美元計(jì)的腦成像研究中心。我國(guó)也于2004年正式成立了北京磁共振腦成像中心。

　　目前通常所用的腦成像技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)，這種方法可以產(chǎn)生腦部剖面成像，但這種方法只顯示腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，卻不能對(duì)腦功能的情況進(jìn)行記錄；正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)（PET），掃描儀通過檢測(cè)被注射入或被吸入的放射物可以產(chǎn)生腦圖像，雖然這種方法提供了腦的功能活動(dòng)圖像，但一方面這種檢測(cè)技術(shù)不僅價(jià)格昂貴，而且使用的放射性物質(zhì)對(duì)人體也有損害；還有一種技術(shù)叫磁共振成像（MRI），磁共振成像使用無(wú)線電頻率信號(hào)檢測(cè)，信號(hào)產(chǎn)生于磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)移的無(wú)線電波，它能提供詳細(xì)的不同維度的腦圖像，安全無(wú)痛，但不適用于帶有金屬物品如起搏器的病人；還有一種更好的技術(shù)叫功能磁共振成像（fMRI）技術(shù)，它可對(duì)流向特定腦區(qū)的血液的變化進(jìn)行檢測(cè)，能同時(shí)提供腦的解剖和功能視圖。

　　“腦功能成像在醫(yī)學(xué)方面有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在神經(jīng)內(nèi)、外科、精神科、小兒科等都有獨(dú)特的用于診斷和研究的價(jià)值。比如在神經(jīng)內(nèi)科上，腦功能成像的檢查對(duì)失語(yǔ)病人的診斷以及失語(yǔ)發(fā)生的機(jī)制和在治療過程中恢復(fù)情況的判斷都十分有價(jià)值，對(duì)神經(jīng)官能癥的診斷也能提供可靠的依據(jù)；在神經(jīng)外科方面，在做腦部手術(shù)前，利用腦功能成像把腦的重要部位如中央前回、中央后回、運(yùn)動(dòng)性語(yǔ)言中樞、感覺性語(yǔ)言中樞等做出準(zhǔn)確的定位，為腦部手術(shù)提供重要的信息。尤其，腦功能成像還可以確定癲癇發(fā)作的焦點(diǎn)，為手術(shù)治療提供重要參考。”

　　賀斌相信，隨著多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)的逐步推廣和應(yīng)用，將來一定能在更多的領(lǐng)域得到發(fā)展。

來源：科技日?qǐng)?bào)