科学家首次将光线直接射穿人的头部

科学家们开发了一种用于非侵入性脑成像的新技术，该技术涉及将光线从一侧照射到另一侧，一直照射穿过头部。

目前最好的便携式、低成本的大脑监测方法是功能性近红外光谱（fNIRS）。不幸的是，这只能向下渗透几厘米，这意味着更大、更笨重核磁共振成像需要机器来探测大脑的更深层。

苏格兰格拉斯哥大学的一个团队开发了一种新方法，该方法扩展了 fNIRS 的灵敏度，使其能够通过骨骼、神经元和组织的复杂组合一直照射光线我们组成了头脑风暴.

这样做需要进行一些调整：研究人员增加了近红外激光器的强度（当然是在安全范围内），同时还建立了更全面的收集设置。

即使进行了这些调整，也只有一小部分光子在实验过程中从头部的一侧到另一侧。然而，对于更深入的便携式成像方法来说，这是一个充满希望的开端，它让我们在不打开颅骨的情况下也能深入了解头骨内部发生的事情。

“这些发现揭示了将基于脑成像技术的非侵入性光扩展到成人头部深处关键生物标志物断层扫描的潜力，”写研究人员在他们发表的论文中。

这里有很多注意事项要提到。这个过程只有八分之一的研究参与者成功：一名皮肤白皙、头上没有头发的男性。它需要一个非常具体的设置，并需要更长的扫描时间 - 大约 30 分钟。

研究人员都承认这些局限性，但他们牺牲了某些变量（例如速度）来试图证明可以通过 fNIRS 让光一直穿过人的头部——他们成功了。

基于详细 3D 头部扫描的计算机模型用于预测光子穿过颅骨的运动。这些与收集到的实际光线非常吻合，进一步增加了结果的可信度。

更重要的是，研究还发现，光线不会随机地通过头部散射，而是沿着首选路径散射——包括穿过更透明的部分，比如那些充满脑脊液.这些知识可以帮助将来更好地进行脑部扫描。

“然后，头部上的不同源位置可以选择性地隔离和探测大脑的深部区域，”写研究人员。

fNIRS 的优点是它是一种相对便宜且紧凑的技术。想象一下扫描笔画，脑损伤，以及更容易为更广泛的人群接触的肿瘤。

随着未来成像设备的发展，这项研究应该被证明对深入大脑的技术有用——即使我们可能需要一段时间才能在实际有用的时间范围内让光线穿过整个头部。

我们知道，脑部扫描在各个方面都具有巨大的价值，从了解青春期在幼鸽中治疗疾病在我们生命的尽头，所以这里有巨大的潜力。

“用于人脑无创成像的光学模式有望填补廉价和便携式设备（如脑电图 （EEG））和昂贵的高分辨率仪器（如功能性磁共振成像（fMRI），”写研究人员。

该研究已发表在神经光子学.

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