本報(bào)訊 （通訊員曾楊希 柯溢能 記者宋黎勝）近日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院系統(tǒng)神經(jīng)與認(rèn)知科學(xué)研究所王菁教授團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出紅外光神經(jīng)刺激功能磁共振整合技術(shù)，首次在活體腦中獲得亞毫米級的腦連接組，從而實(shí)現(xiàn)更快速、更系統(tǒng)、更清晰地看清“大腦交通圖”，了解信息的傳遞軌跡。相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》雜志上。

人的大腦中神經(jīng)密布，大腦神經(jīng)相互連接形成網(wǎng)絡(luò)。信息從感覺器官輸入，經(jīng)大腦網(wǎng)絡(luò)傳遞和處理，最終產(chǎn)生記憶、情緒和行為。因此，要理解大腦就需要掌握“大腦交通圖”，就好像人們出行時(shí)須有地圖導(dǎo)航一樣。以往，科學(xué)家繪制神經(jīng)連接圖往往需要犧牲動物制作腦片，方法復(fù)雜且耗時(shí)。而王菁團(tuán)隊(duì)發(fā)明的新技術(shù)結(jié)合了激光刺激和磁共振功能成像，能快速地以三維形式、經(jīng)過1個(gè)小時(shí)～2個(gè)小時(shí)的掃描即可獲得腦功能連接的初步結(jié)果，極大地方便了研究全腦尺度各腦區(qū)的響應(yīng)程度。

當(dāng)紅外光脈沖照射到目標(biāo)腦區(qū)，引起腦內(nèi)神經(jīng)響應(yīng)，也會引起相應(yīng)的血氧變化。這種血氧信號便能夠被磁共振功能成像捕獲。團(tuán)隊(duì)能在亞毫米級分辨率上捕捉大腦的響應(yīng)位置，為科學(xué)家研究大腦皮層中各個(gè)功能柱及皮層分層的神經(jīng)活動提供基礎(chǔ)。

在靈長類動物的大腦中，功能柱是信息處理的單元。“該方法可以被用于系統(tǒng)性地逐個(gè)刺激皮層功能柱，從而全面地描繪靈長類亞毫米水平連接組。”王菁介紹，這項(xiàng)新技術(shù)將為繪制高分辨率功能柱的全腦網(wǎng)絡(luò)圖奠定基礎(chǔ)，為大規(guī)模全腦功能連接研究開啟大門。通過厘清各個(gè)功能柱之間的連接，將極大幫助人們理解靈長類大腦的工作原理，了解腦疾病的發(fā)生發(fā)展，促進(jìn)神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)和人工智能等的發(fā)展。