功能磁共振成像解释

磁共振成像（MRI）使医生能够获得非常好的大脑结构图像。一种称为功能性MRI的新技术也可以通过间接测量大脑活动来进一步发展。虽然大多数时候该技术仅用于研究，但它在临床环境中变得越来越普遍。

您可能在某些时候遇到过使用功能性MRI创建的图像。它们显示了一个带有彩色区域的大脑，描绘了与语言或运动等功能相关的大脑区域。这些研究非常受欢迎：每月都有数以百计的使用这种技术的科学文章发表，其中许多也在新闻报道中提到过。但这些图像是如何制作的，它们实际代表什么？

功能性MRI如何工作

功能性MRI利用称为血氧水平依赖（BOLD）对比的特殊信号。流经大脑的血液在称为血红蛋白的分子上携带氧气。血红蛋白分子也携带铁，因此具有磁信号。事实证明，当血红蛋白分子附着在氧气上时，它们具有与不携带氧气时不同的磁性，并且可以用MRI机器检测这种小的差异。

当大脑的一个区域更活跃时，它最初会消耗血液中的大量氧气。不久之后，大脑扩张局部血管以恢复供氧。大脑甚至可能做得太好，以至于比起最初使用的氧气更多的氧气进入该区域。 MRI机器可以检测由血氧增加引起的信号差异。

因此，功能性MRI研究实际上并没有直接观察神经元活动，而是研究血氧水平如何变化并将这种活动与神经放电相关联。研究表明，这种假设通常是正确的，尽管血管畸形，肿瘤，甚至正常衰老等疾病都可以改变神经活动与导致BOLD信号的局部血流之间的关系。

医生如何使用功能性MRI？

因为它是一种相对较新的技术，并且因为其他技术可以回答fMRI可以提出的类似问题，所以fMRI在临床或医院环境中并不常用。但是，它可以用来帮助计划重要的脑部手术。例如，如果神经外科医生想要移除靠近大脑语言中心的脑肿瘤，他们可能会要求进行fMRI研究，以帮助准确显示大脑的哪些区域与语言有关。这有助于神经外科医生在进行手术时避免损坏这些区域。然而，fMRI最常见的用途是医学研究。

使用fMRI进行了哪些类型的研究？

使用fMRI可视化大脑功能有两种主要方式。一种方法侧重于找到响应某些任务或刺激的大脑的特定区域。例如，MRI扫描仪中的人可能在某些点显示闪烁的棋盘，而其他时候显示为空白屏幕。当他们看到闪烁的棋盘时，可能会要求他们按下按钮。然后将任务期间的信号与未完成任务时的信号进行比较，结果将是看到闪烁的棋盘然后按下按钮所涉及的大脑区域的图片。

可以使用fMRI的另一种方法是评估神经网络。这涉及到弄清楚大脑的哪些区域相互交谈。如果大脑的一个区域通常与另一个区域同时亮起，则可以连接大脑的这两个区域。为了进行这种研究，甚至不需要任何任务。因此，这些研究有时被称为静息状态功能磁共振成像。

来自功能性MRI研究的信息非常复杂，需要大量的统计分析才有意义。这最初导致许多人不相信功能性MRI研究的结果，因为在分析中似乎存在许多可能的错误机会。然而，随着研究人员和审稿人对新技术的熟悉程度越来越高，结果变得越来越值得信赖和值得信赖。

功能性MRI的未来是什么？

功能磁共振成像研究已经显示出大脑的许多不同之处，除了确认我们已经知道的神经通路和定位。虽然很难说fMRI是否会在临床环境中普遍使用，但它作为一种研究工具的普及和有效性使得医生和外行人员对这种工具的工作方式有了基本的了解。