fMRI是什么呢?它是一種神經影像技術。
現代的神經影像學技術有這樣幾種::腦電圖(EEG), 單光子發射體層成像(SPECT), 正電子發射型計算機斷層顯像(PET),功能性磁共振成像(fMRI),侵入性光學成像(invasive opticalimaging),顱內電極記錄(intracranial recording) ,腦皮層電圖(ECoG),其中最為廣泛應用的是fMRI和PET
PET: 測量血流量和神經系統里的化學物質,然后我們就可以測量示蹤劑,如阿片類藥物和多巴胺,在腦中的釋放
fMRI:可以探測到大腦結構和他的動態變化,大腦的動態變化是怎么看到的呢?目前我們大約每一秒或兩秒(一般為2秒)就可以得到一張全腦圖象,每一張全腦圖象又包含100到200000層切片,所以我們就可以看到整個神經網絡的動態變化。
讓我們來談談神經科學研究。
如今,學科交叉已經成為了趨勢,這種趨勢在神經科學領域亦不例外:
心智的研究涉及到感覺和知覺、注意力、學習、記憶、推理、決策、其他主題。他們與行為的關系一直是心理學和認知科學的核心課題。認知科學被定義為人類思維及其各個方面的跨學科研究。
除此以外,一些新的領域,例如認知神經科學,情感神經科學,決策神經科學,社會神經科學,和其他的一些學科都正在蓬勃發展之中。
這些領域的核心是:作為心智、記憶的物質基礎,大腦是如何產生心理現象的?他們之間的映射是什么?以及我們該如何在大腦或者神經生理水平上理解心理過程呢?
這便是我們要研究的問題。
認知神經科學關心的是大腦與行為和大腦之間的聯系。而其他領域關注的是心理健康(或者從傳統意義上來說,它關注的是心理學和精神病學,還有腦健康,神經學,以及現在的生物精神病學等,再有一些領域關注的是大腦和身體之間的關系)。所謂信息傳遞是指信息在大腦,神經系統,下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸,以及其他激素系統之間的傳遞。其他領域例如精神心理學和壓力學,也與神經系統的信息傳遞密切相關,這些系統也影響著我們的身體,自主神經系統把將輸出的信息運送到主要的器官,它對炎癥,對免疫系統等均有影響。所以,以上的這些領域將涉及到健康科學,神經免疫學、心理神經免疫學、腦腸軸以及微生物組等等。
再重新談回神經影像學,至于說關于MRI(核磁共振成像),有如下解釋:
MRI是一種工具,幫助我們把所有的這些小的方面整合到一個完整的模型中,我們從中可以知道系統是如何工作的。
而關于fMRI(功能磁共振成像)和MRI(核磁共振成像),我們可以采取這個復雜的系統,使用多個措施,讓一個人在掃描儀下掃描一個小時,便得到了腦結構和腦功能的測定結果(如下圖)。
這些測定包括解剖結構的測定,該圖中則有灰質或T1圖像,白質纖維束成像,彌散張量成像、擴散加權成像,還有脈管系統、飛行時間成像(TOF)與磁共振血管造影的測定。
功能性測定包括像在大腦或特定區域的任務相關的活動的測定,大腦連通性地測定這些跨區域的功能關系,也包括大腦和身體之間的關系的測定,例如,生理連接。而要了解所有這些關系需要一個多學科的交叉,所以說希望各種各樣不同背景的童鞋們一起參與這方面的研究啦。
再讓我們談一些成像學基礎。
腦成像主要分為兩種:結構性腦成像與功能性腦成像。并且存在一些不同的類別來執行每種類別的成像,
關于結構性腦成像:它涉及腦結構的研究,也涉及疾病和損傷的診斷。例如,如果你在一次事故中然后得了中風或類似的疾病,你可能會去做一個結構成像看看其影響。
執行方式包括:計算機軸向斷層掃描(CAT),磁共振成像(MRI),正電子發射斷層掃描(PET)。
關于功能性腦成像:它可用于研究認知和情感過程
執行方式包括:PET ,fMRI ,EEG ,MEG(其中fMRI是該課程重點)
關于fMRI與MRI的區別在于:fMRI需要采集一段時間內的MRI圖像然后看這段時間的腦成像變化
下圖為一些成像技術的在其成像廣度與時間上性質的比較以及各種成像所需的條件,從圖中我們可以看出,fMRI是一種非常理想的成像技術。