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<p><span> “7T来了！”—— 5月23日凌晨4点，一辆重型大卡驮着一台40吨重的庞然大物，缓缓停在浙江大学华家池校区西门。</span><br /><span> <p><img src="image/20201014/76ab061aa14fc1db26e5794ad8e9ab28_1.jpg" /></p><br />从这张图你就看出她的体积了。</span></p><p><span> “7T落成了!”——等到这句话，已是整整4个月之后。9月23日， 7T初步安装调试完成，校内外众多科学家前来贺喜与参观。</span><br /><span> </span><br /><span> 7T的全名是 西门子“MAGNATOM 7T超高场磁共振仪”，是科学界公认的顶级神经科学及脑认知研究设备。坐落于浙大校园内的这台7T，是国内第二台7T，也是国内首次引进的具备主动屏蔽式技术的7T。</span><br /><span> </span><br /><span> 7T能做什么？它接下来将怎样工作？跟随参观的人流，记者请教了相关科学家。</span><br /><span> </span><br /><span> </span><strong>500米路“走”了24小时</strong><br /><span> </span><br /><span> 一段视频展示了当时7T“举步维艰”的搬运过程：从华家池校区的西门到实验室一共500米，笨重的7T 整整“跋涉”了一天一夜。</span><br /><span> </span><br /><span> “7T进浙大，是费了多大的劲呢”。国家“千人计划”入选者、浙大求是高等研究院系统神经与认知科学研究所所长王菁教授（Anna Wang Roe）介绍，它每一次挪步，必须有重型吊车、叉车和重型大卡随身“伺候”。遇到高处有遮挡、台阶、拐弯，重型吊车负责将7T从卡车上吊下来，垫上四个轮子，再由大叉车缓缓推着前行。它目前所在的脑科学影像平台，地基经过了专门的加固处理。</span><br /><span> </span><br /><span> 7T为什么那么沉？首先当然是因为体积大。它的宽和高各有3米，长则有2.6米，中间有60厘米的孔径检测舱，可以容纳整个人体。另一方面，利用核磁共振现象，科学家能分辨出不同物质的空间分布。线圈通电后旋转会产生强大的磁场，引发核磁共振。磁场越强，需要的电流就越强，为了减少发热，线圈就要越粗。T，是磁场强度单位特斯拉，到达7，表示超高场强。7T的磁场强度，是目前临床普遍使用的3T磁共振的2.3倍。</span><br /><span> </span><br /><span> </span><strong>捕捉瞬间“喜怒哀乐” </strong><br /><span> </span><br /><span> 如此笨重的大家伙，干的却是世界级的精细活——观察神秘而精密的神经网络信号。</span><br /><span> </span><br /><span> “简单的说，就是看各个功能的神经柱（具有类似功能的多个神经元的集合）之间是怎样工作的。”王菁教授说，我们的视觉、听觉、触觉、味觉等各种感觉以及喜怒哀乐，反应在大脑中，就是各种神经信号。“这些神经信号是一个复杂的神经协作网络，我们很想研究，一种感觉对应哪些特定的神经活动。神经细胞和神经细胞之间，是怎么进行通话与协作的。很多脑部或精神疾病，其实是某些神经通讯中断了，或者病变了。”</span><br /><span> </span><br /><span> “我只要看到脑区成像图，就知道实验对象在看什么。”安放7T的实验室门口，王菁指着一张布满黑点的照片告诉记者：“这是一只猴子正在看某种颜色。”王菁长期从事神经科学、脑与认知科学等相关研究工作，这张照片，是她曾经借助光成像手段拍的，每个小黑点的直径大概是0.2毫米，代表一个神经元的活跃。“只有当猴子在看颜色的时候，这个单元区域才会‘亮’。”</span><br /><span> </span><br /><span> “这是一种间接观察手段。”神经与认知科学研究所的陈岗教授解释，大脑中有10亿个脑细胞，这些细胞之间的通讯，是通过电信号完成的。但是，目前人类的技术手段还无法直接获取这些电信号活动轨迹，于是想到了另外一个办法：“神经元之间相互通信需要消耗氧气，而氧气是通过血流输送的，我们通过血流大小的变化，可以间接得知神经功能单元之间的通信状况。”</span><br /><span> </span><br /><span> 7T具有高分辨力、高灵敏度和快速成像的特点,可以获得高清晰度全脑的结构和功能三维成像。它的分辨力可以达到0.5毫米以内，是目前普通核磁共振仪的5倍。在非入侵、无损伤的前提下，这是人类能够看到的最精细的大脑图像，这也是理解大脑在正常状态下是如何工作的关键。“超高分辨力其实有两层意思。一个是图像维度的，一个是时间维度的。”神经与认知科学研究所的奚望副教授说，人的意识活动是转瞬即逝的，而7T能记录下精确到毫秒的神经网络活动图像。 </span><br /><span> </span><br /><span> </span><strong>面向临床，期待交叉</strong><br /><span> </span><br /><span> 实验室的墙上，挂着一组菠萝的黑白“切片图”。原来，安装调试过程中，科学家们已经迫不及待拿菠萝“试验”上了。黑色的部分代表水分含量高，白色部分则代表水分含量相对较低。</span><br /><span> </span><br /><span> 当然，科学家们的真正兴趣不在水果，而在大脑。虽然人类对于大脑的研究已经开展许多年，但是，限于研究手段的限制，神经网络的协作机制一直被认为是“黑箱”地带。</span><br /><span> </span><br /><span> “我们感兴趣的是人的注意的神经机制。”奚望说，“人的注意，就像一个神奇的过滤器，它对周围的信息是作出选择和反应？人是怎么分配注意的？”意识和认知的神经机制，将是这个研究所一个重要的研究方向。</span><br /><span> </span><br /><span> “我们还希望和脑机接口方向的研究做深度合作。”王菁说，研究必须在不断的合作中走在最前沿，并用于人类疾病的治疗。“我们通过这样超高分辨力的仪器，能看清楚不同的意识活动区域，找到它们的准确位置，不久的将来，有可能开发出一些对应的治疗仪器。“比如，如果科学家能完全弄清楚产生视觉的神经机制，我们是否可以在特定的神经区域给一个特定的电信号，修复原有的通讯机制，这样，盲人就有可能获得“看见”的感觉了。</span><br /><span> </span><br /><span> 此前，已经有科学家通过研究帕金森病的神经机制，准确找到了“病灶”位置，在“病灶”处植入一个芯片，就能有效阻止帕金森病患者肢体的抖动。</span><br /><span> </span><br /><span> 根据研究计划，7T将首先用于研究人脑和猴脑在正常和疾病状况下的组织结构、功能定位及网络、生理和代谢过程、以及精神性疾病的神经学过程的高分辨力研究。此外,7T磁共振还可用于人体及动物其他器官的研究,包括肿瘤和心血管疾病的诊断和治疗的医学影像学研究。</span><br /><span> </span><br /><span> “浙江大学的信息科学、生物医学工程和临床医学的研究水平都很高，这是很宝贵的研究环境，”落成典礼的现场，研究所邀请了许多不同学科的科学家，“我们很期待更为交叉的深度合作。前沿，只有在不断交叉中才能实现。”王菁说。</span></p><p><span></span></p><p><strong> </strong>（来源：浙江大学新闻办）</p><p><br /></p><p><p><img src="image/20201014/e21cfab5489994f664d4b6b61a04216d_2.jpg" /></p></p>
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发表于 2020-10-14 21:09:58