科学家用全新HD-DOT成像技术研究自然环境中婴儿大脑活动

2020-11-26 09:10:20来源：cnBeta.COM

英国科学家和工程师团队展示了一种对婴幼儿大脑进行成像的新技术。这一突破希望能让研究人员在不需要昂贵的核磁共振成像机的情况下，有新的方法来研究自然环境中的婴儿大脑活动。

“关于大脑如何发育，我们还有很多不了解的地方，其中很大一部分问题是，用传统扫描仪研究婴儿大脑真的很困难，”来自伦敦大学学院的项目负责人Rob Cooper解释道。“任何父母都知道，6个月大的婴儿非常活跃，他们一直在移动，很容易分心。使用核磁共振成像这样的技术，受试者必须完全保持静止，这对婴儿来说几乎是不可能的，除非他们睡着了或被镇静。”

这项发表在《NeuroImage》杂志上的研究中提出的系统是使用高密度漫反射光学断层扫描技术(HD-DOT)的新一代可穿戴帽。该系统被称为LUMO，测试的原型来自UCL的衍生公司Gowerlabs。帽上的每个六边形包含三个LED光源和四个传感器。近红外光用于检测大脑氧合的变化。通过这些变化，研究人员可以有效地绘制出大脑哪些部位正在积极工作的实时地图。

目前神经科学家可以使用的最接近这种新的HD-DOT技术的成像方法叫做功能性近红外光谱(fNIRS)。但是fNIRS设备提供的空间分辨率有限，而且可能仍然需要笨重的耳机。将新的HD-DOT设备与fNIRS测量结果进行比较，研究人员表示，这种新的成像技术是一个巨大的进步。

“我们的结果与之前基于类似范式的低密度fNIRS测量结果一致，但显示出优越的空间定位，改进的深度特异性，更高的SNR(信噪比)以及参与者之间反应的一致性的戏剧性改善，”研究人员在一项新的研究中写道。“我们的数据保留率也表明，这种新一代的可穿戴技术很好地被婴儿群体所容忍。”

HD-DOT系统在6个月大的婴儿身上进行了测试，发现其效果惊人。展望未来，研究人员期望这项新技术能让神经科学家对自然环境中的婴儿大脑活动有格外新颖的见解。

“我们所展示的方法是安全的、无声的、可穿戴的，并且可以产生比其他任何同类技术更好的空间分辨率的大脑功能图像，”新研究的作者之一Elisabetta Maria Frijia说。“我们的希望是，这种新一代技术将使来自整个领域的研究人员能够更多地了解健康的婴儿大脑是如何发育的，并建立诊断、监测和最终治疗自闭症和脑瘫等神经系统疾病的新方法。”