从像素到精度杜克大学将大脑成像技术提升6500万倍

杜克大学在神经科学研究领域率先进行了突破性创新，推出了一种革命性的大脑成像技术，该技术有望改变我们对神经退行性疾病和人类大脑的理解。杜克大学的团队在解剖大脑的复杂性方面达到了前所未有的详细水平，标志着大脑研究的重大飞跃。

为了庆祝首个MRI 诞生 50 周年，杜克大学领导的团队展示了小鼠大脑的 MRI 扫描，其清晰度异常高，远远超过了典型临床 MRI 的清晰度。这一技术飞跃可以与从像素化 8 位图形到超写实绘画的转变进行比较。

该团队取得的一项重要突破是能够捕获尺寸仅为 5 微米的单个体素。该测量值比传统 MRI 体素小 6400 万倍，可实现破纪录的分辨率，并提供可视化整个大脑连接的重要途径。

领导这项开创性研究的 G. Allan Johnson 教授表达了他对新成像技术的兴奋，他说：“这是真正具有潜力的技术。我们可以开始以完全不同的方式看待神经退行性疾病。” 该团队使用的方法与传统方法不同，以极高的精度和准确度生成了无与伦比的整个大脑视图，为了解神经退行性疾病的奥秘提供了宝贵的见解。

新改进的 MRI 技术被称为 HiDiver(带配准的高维集成体积)，是杜克体内显微镜中心近四十年专门研究的结晶。这个过程涉及将磁共振组织学与光片显微镜相结合，这是一种尖端技术，使研究人员能够标记整个大脑中的特定细胞群。通过将这些精确的光片图像叠加到原始 MRI 扫描上，该团队能够创建整个大脑细胞连接的全面表示。

这种创新方法提供了前所未有的视角来了解大脑的微观复杂性。例如，该研究已经展示了年龄如何影响小鼠的全脑连接性，证明某些区域，例如涉及记忆的下托，与大脑的其他区域相比，经历了更显着的变化。此外，该技术还生成了生动的大脑连接彩色插图，揭示了阿尔茨海默病小鼠模型中神经网络的严重退化。

杜克大学的研究小组希望通过改进 MRI 技术，使其成为功能更强大的显微镜，他们可以更深入地了解阿尔茨海默氏症和亨廷顿舞蹈症等人类疾病的潜在机制。这种理解最终可能有助于医疗和干预方面的重大进步。

杜克体内显微镜中心发布的统计数据突显了新 MRI 技术的前沿性。该团队采用了比当前模型强 100 倍的梯度线圈，负责创建高分辨率图像。此外，他们还使用了一台性能相当于大约 800 台笔记本电脑的高速计算机。这些进步对于通过 HiDiver 方法获得的图像实现卓越的清晰度和准确性发挥了至关重要的作用。

这一革命性发展的意义凸显了技术在神经退行性疾病领域取得突破的巨大力量。它强调科学研究在改变医疗保健和更深入地了解人脑的复杂性方面具有无限的潜力。随着对知识的执着追求，我们越来越接近解开大脑的奥秘，洞察我们存在的本质。