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fMRI的工作原理

Nancy R. Schiff/Hulton存档/Getty Images

近年来,医疗技术已经出现了,现在成像扫描可以将身体剖析成薄薄的图片,并创建三维器官和组织模型,以发现异常和诊断疾病。然而一种相对较新的扫描称为功能磁共振成像((fMRI)将这项技术越来越远。它不仅可以帮助诊断- 这也可能使医生能够进入我们的心理过程,以确定我们的想法和感觉。fMRI甚至可以检测到我们是否说实话。

fMRI基于与磁共振成像((MRI) - 使用强磁场和无线电波来创建人体的详细图像的无创测试。但是,fMRI看着,而不是创建器官和组织的图像,而是注视着大脑中的流动以检测活动区域。这些血流的变化是在计算机上捕获的,可以帮助医生更多地了解大脑的工作原理。

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自20世纪初以来,MRI背后的概念就已经存在。在1930年代初,哥伦比亚大学的物理学家isidor Isaac Rabi试验了磁性的原子。他发现,一个与无线电波结合的磁场导致原子的原子核“翻转”,这是一种现已称为磁共振。1944年,拉比被授予诺贝尔奖在物理学的开创性工作中。

1970年代,纽约州立大学的化学教授保罗·劳特伯(Paul Lauterbur)和英格兰诺丁汉大学的物理教授彼得·曼斯菲尔德(Peter Mansfield)单独使用磁共振作为开发新诊断技术的基础,称为磁共振成像。第一个商业MRI扫描仪于1980年生产。

然后在1990年代初期,一位名叫Seiji Ogawa的物理学家在当时在新泽西州的贝尔实验室工作,在进行动物研究时发现了一些东西。他发现,贫血血红蛋白(血液中氧气中的分子)受磁场的影响与富含氧气的血红蛋白不同。Ogawa意识到,他可以在正常MRI扫描上对脑活动的地图图像进行血氧反应中使用这些对比。

化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)早些时候提出了半个多世纪的发现,奥古瓦(Ogawa)发现背后的基本思想。在1930年代,鲍林发现富含氧气的血液和贫血的血液磁场的拉力差异高达20%。在fMRI中,确定这些差异使科学家能够确定大脑哪些部分最活跃。

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