全球最高場11.7T磁振造影(MRI)首次完成人腦影像

閱讀時間約 2 分鐘
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磁振造影

磁振造影(MRI)是一個非侵入式的醫學造影方式,可以用於觀測人體軟組織的結構與其相關的功能性。磁振造影利用強磁場造成體內的分子產生不同能階態的自旋,並再藉由觀測組織內這些自旋分子的多寡,區分不同的組織。當磁場(以特斯拉為單位)強度越強,不同能階態的分子的差異會變大,可以產生更強的訊號,因此更容易區分不同的組織。在此以前,最高磁場強度的磁振造影儀是由美國明尼蘇達大學研究團隊於2013年所建造的10.5T儀器。

研究重點

2000年初期,法國原子能與替代能源委員會( French Atomic Energy Commission, CEA) 啟動計畫欲設計並建造人類有史以來最高磁場的可掃描人體的11.7T磁振造影儀,並將之命名為Iseult。歷經多年研發與儀器調校,團隊終於於2021年完成人腦標本的掃瞄,再經過三年後,監管機關與人體試驗委員會也批准CEA進行人體掃描測試。這次所報告的第一批人腦影像展示了該儀器可以在5分鐘內提供極高解析度(190um x 190um x 1mm)且無明顯假影的影像。未來,研究團隊將持續調整影像參數,提升影像品質,並寄望高解析度的影像可以為腦科學研究帶來新的契機。

思考

在使用高磁場儀器的同時,人體安全性也是不可忽視的重點。為此,研究團隊也量測了受試者的心跳、呼吸、耳內前庭系統與認知功能,結果顯示與控制組人員相比,這些受試者的功能皆無差異。因為這次受試者僅20位,而暴露時間與掃描時使用的影像參數也較短或較弱,未來仍需要大規模的研究數據來證實其安全性。雖然11.7T磁振造影儀的安全性仍然未確定,但已有研究機構在研發14T與探討20T磁振造影儀的可行性。未來,可以預期的是,這些影像技術的迭代更新,我們將會對人腦有更仔細的認知。



論文:

First in vivo images of the human brain revealed with the Iseult 11.7T MRI scanner

https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3931535/v1 (非經過同儕審查的預印本)


圖片來源:

原始論文 獲CC BY 4.0授權



#神經科技

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腦類器官指的是利用幹細胞培養出的三維神經組織,目前多數的腦類器官是由多能幹細胞培養而來,大小約為米粒大小。然而,目前的腦類器官仍缺少例如人腦結構的各個腦區的區別。為此,有科學家提出使用由胚胎大腦取出的組織幹細胞來培養腦類器官,以解決此問題。
腦類器官 腦類器官指的是利用幹細胞培養出的三維神經組織。目前的研究已經證明腦類器官具備大腦細胞(包括神經元和星狀細胞)的基本結構和功能。近期,科學家利用腦類器官來作為人工智慧實體裝置。本文將簡介此研究。
一般而言,神經之間在突觸前後以電與化學信號傳遞訊息。然而,早在很久以前就已經證實了一些突觸外的溝通方式,例如使用神經肽來傳遞訊息。這些神經肽傳遞訊息的作用範圍尚不明確,近期研究進一步釐清了這種與傳統訊號傳輸完全不同的溝通途徑。
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