大腦的生活

微小的蜜蜂和死鮭魚與MRI的曆史有什麼關係?David Higgins博士和Matthew Clemence博士的這篇文章探討了MRI的靈活性如何使醫學之外的重要應用使自己更加了解功能性MRI的使用如何使我們更接近對大腦的真正科學觀察。

MRI是一種快速發展的成像方式,MRI的曆史始終與研究交織在一起。它的靈活性使自己在醫學之外引人入勝。甚至蜜蜂和釣魚。

在神經生物學中,蜜蜂是分析基本神經機製的常見模型,因為它們簡單地結構神經係統。通過研究蜜蜂腦的解剖結構,可以研究解剖學和功能之間的相關性。參見Haddad等人2004年有關小蜜蜂大腦的MR圖像。一個早期的項目看著蜜蜂內部是否有任何磁性結構 - MRI對此非常敏感 - 可能有助於蜜蜂導航。MRI經常對蜜蜂進行研究,這可能是因為它們的行為非同尋常,就像從如此簡單的生物中一樣出現。MRI幫助我們理解了這種重要的農作物動物(Tomanek等,1996)。

看著完整的功能,幾個世紀以來,活著的神經解剖學一直是人類思想的學生的夢想。階梯學(來自古希臘φρήν(phrēn)“思維”和λόγος(徽標)“知識”),認為這些人在1796年開發了顱骨反映的人格特質上的團塊和顛簸,並一直保持著影響力,直到1840年代。雖然,在維基百科的明顯輕描淡寫中,“階梯學的方法論嚴格甚至對於當時的標準也是令人懷疑的”,這是大腦是思想的器官的潛在概念 - 某些大腦領域具有本地化的特定功能- 實際上是基於。腦電圖,近紅外光譜和最近功能性MRI的技術發展使我們更加接近對大腦的真正科學觀察。

這把我們帶到了一個死的鮭魚……

功能性MRI(fMRI)是一種革命性的技術,用於鑒定由大腦區域的差異負載導致的血流高度局部變化。馬薩諸塞州綜合醫院的約翰(傑克)貝利維(Jack)Belliveau在鑰匙中顯示科學論文表明可以通過MRI(Belliveau等,1991)與Gadolinium對比劑一起測量這些變化,但正是Seiji Ogawa與明尼蘇達大學(Ogawa等,1990)展示了一種實用的無創方法。科學家首次通過一種可以反複使用誌願者使用的安全技術來訪問大腦行動中的詳細3D解剖圖像。它的易用性,結合了廣泛的可用性,可以在心理學和神經科學中迅速采用該技術,通常是在非MRI專家手中。一些早期的研究探索了這種“閱讀思維”的新能力,通常從設計不佳的實驗中得出了過於廣泛的結論。這幾乎將fMRI降級為“現代偽造學”類別。

死鮭魚實驗表明,通過幼稚的實驗設計和數據分析,fMRI可以在死者的大西洋鮭魚上給出令人信服的結果(Bennett等,2010),這是一個有益的教訓,這是FMRI的研究人員,以改善其方法論(Lyon,2017年,2017年))。

現在,fMRI再次被用來取笑我們的內心思想,是試圖檢測出於法律目的而撒謊還是直接從視覺皮層讀取字母。這可能會通過開發大腦計算機界麵的發展對“鎖定綜合征”的患者產生巨大影響(Sorger,2010年)。

FMRI還發現了在神經營銷中的不尋常應用:神經影像學方法在產品營銷中的應用,以更有效地“與人匹配”。公司可以將功能磁共振成像的使用納入產品的設計過程,以及評估廣告活動的有效性,即使“產品”是政治候選人。“政治營銷旨在出售現有候選人,但具有更多的遠見,也可以用來“設計”更好的候選人”(Ariely&Berns,2010年)。即使我們無法完全表達自己的偏好,對我們的大腦進行想象可能會揭示我們真正的想法(或我們可能投票)。

如果所有這些聽起來很難相信,也許看我們的大腦掃描可以幫助您決定是否相信我們。“前額葉灰質相對於白色的相對減少也可能傾向於一般的反社會抑製趨勢,加上白質的增加,導致過度說謊。”(Yang等,2005)。

隻需檢查研究即可通過死鮭魚測試!

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參考

Ariely D&Berns G.神經營銷:商業中神經影像的希望和炒作。Nat Rev Neurosci2010; 11:284–292。doi:10.1038/nrn2795

Belliveau JW等。通過磁共振成像對人視覺皮層的功能映射。科學1991; 254:716-719。doi:10.1126/Science.1948051

Bennett等人,2009年。種間透視的神經相關性采用後大西洋鮭魚:適當的多重比較校正的論點。J偶然的意外結果2010; 1:1-5。看https://www.nature.com/articles/nj7420-437a

Haddad D等。蜜蜂大腦的NMR成像。J昆蟲科學2004; 4:7。doi:10.1093/jis/4.1.7

Lyon L. Dead Salmon和Voodoo相關性:我們應該對功能性MRI持懷疑態度?2017; 140; e53。doi:10.1093/腦/AWX180

Ogawa S等。腦磁共振成像與對比度取決於血液氧合。Proc Natl Acad Sci U S A。1990; 87:9868-9872。doi:10.1073/pnas.87.24.9868

Sorger等。基於fMRI的實時拚寫設備,立即實現了與電動機無關的通信。Curr Biol2012; 22:1333-8。doi:10.1016/j.cub.2012.05.022

Tomanek B等人。無人機和女王蜜蜂內部結構的磁共振顯微鏡,植物研究雜誌,1996年; 35:3-9。doi:10.1080/00218839.1996.11100907

維基百科的貢獻者。“階梯學。”Wikipedia,2020年10月16日訪問。Yang Y等。病理撒謊中的前額葉白質。BR J精神病學2005; 187:320-325。doi:10.1192/bjp.187.4.320

大衛·希金斯博士Matthew Clemence博士是Philips的高級科學家,英國和I先生臨床科學團隊和更廣泛的全球Philips Clinical Science Group的一部分。他們提供:物理先生支持;關於MR係統功能的高級教學;原型脈衝序列部署和監視;新穎的脈衝序列開發建議;新型圖像重建和分析項目的指南;針對新穎的新型硬件的建議。

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