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脑科学研究利器落户我中心 助力探索“永不消逝的电波”

发布日期:2022-01-28 浏览:

如今上海交通大学医学院附属精神卫生中心(上海市精神卫生中心)已同时拥有了两件脑科学研究的武林至宝——脑磁图和磁共振成像系统。它们形成了脑科学研究的重要基础设施,也使本中心成为了目前全国同时拥有并运行这两件世界顶级人脑功能研究基础设施的精神心理专科医疗和研究机构。

 

永不消逝的电波

生物界很多动物有放电的现象,最广为人知的就是电鳗,早在1924年德国的精神病学家贝格尔从电鳗发出电气的现象得到启发,最终通过研究记录到脑电波,而脑内微弱电流产生的生物磁场信号,也同样可以进行测量并记录,这就是脑磁图工作的基本原理。通过对脑内既有的磁场进行检测,可以完全无侵袭,无损伤的开展脑功能检测,用于大脑功能的开发研究和临床脑疾病诊断。

 

超导脑磁图系统

脑磁图(MEG)检查不需要注射放射性物质,也不需要暴露在x-射线下或磁场中。整个检查过程是安静、无创的,即使是儿童、婴儿和孕妇也可以反复接受测试,受试者无任何不舒服感觉。

脑磁图以毫秒级的时间分辨率和空间分辨率探查大脑活动,是对大脑高级活动进行研究的利器。其主要优点是,大脑和头皮之间的头骨和其软组织并不会扭曲及衰减磁信号,不存在信号失真现象。到目前为止,还没有任何其他的无创成像方式,能够像脑磁图一样同时具备毫秒级的时间分辨率和毫米级的空间分辨率。

 

脑磁图的临床和科研应用

脑磁图的临床应用涉及到神经内科、神经外科、精神医学及心理学各个领域,目前在对癫痫患者进行致痫灶定位,及在神经外科手术前对脑重要功能区进行定位,这两个方面应用最为成熟。在临床其它领域的应用研究也在逐渐增多,比如大脑功能性疾病(帕金森氏症、特发性震颤等)、精神障碍(抑郁症、精神分裂症、双相障碍等)、大脑发育性和神经退化性疾病(阿尓兹海默病等)的探测和诊断方面发挥出越来越重要的作用。脑磁图对于准备进行病灶切除的患者来讲,术前对脑的重要功能区进行定位具有重要意义,可以指导神经外科医生在尽可能减少术后神经功能障碍的基础上最大范围地切除病灶,提高患者术后生活质量。

上海市精神卫生中心引进高端设备,于2020年初安装完成了上海首台超导零液氦挥发脑磁图系统。该系统具有业内最高的306个探测通道,可轻松覆盖全脑。目前,MEG在神经退行性病变(如阿尓兹海默病)中的应用研究,已经逐步开展。该科研神器还可以用来研究孤独症、读写障碍、抑郁症、双相障碍和精神分裂症等的发病机理。

 

磁共振成像系统

磁共振成像是20世纪40年代发展起来的一项新兴技术,在医学领域的应用称为核磁共振成像(MRI)。MRI作为一种非介入探测技术,相较于X-射线透视技术和放射造影技术,对人体没有辐射影响;相对于超声探测技术,MRI能够清晰地显示更多细节;相对于其他成像技术,MRI不仅能够显示脑的各部分结构,还能够精确呈现脑的功能,尤其是与情绪和动机有关的皮层下结构的神经活动。脑功能影像可以显示脑的各个部分如何协同工作,包括各个功能脑区之间的“默契”关系和它们在完成各种任务时的配合程度。由于核磁共振系统能够测量丰富和精确的脑结构和功能信息,因此它被广泛应用于心理学、认知神经科学和临床医学领域。近年来,上海市精神卫生中心已经基于磁共振成像系统发展出多种帮助识别和精确干预神经精神疾病的技术,也发现了一系列精神心理疾病的脑机制。

在上海交通大学医学院鼎力支撑下,本中心今年最新安装的科研磁共振为全球脑计划研究的主力机型,能够快速和精确地从更多角度测量脑的结构和功能,从而加速对精神心理疾病脑机制的探索和推动个性化的、基于客观定量测量的干预技术的研发。

 

实现神经活动的被看见

目前,上海市精神卫生中心已配置全面的神经活动研究设备,包括高密度脑电图(EEG)、核磁共振成像(MRI)、高场核磁以及功能磁共振成像(fMRI)、脑磁图(MEG)设备,从而为脑疾病诊断治疗技术研究、脑科学探索提供了完整的设备支持。

大脑似一架复杂机器,功能活动瞬息万变神秘莫测,如何捕捉到瞬间的神经冲动并且准确定位,多种手段并举,可以实时解析大脑神经活动,是多模态脑功能成像研究的重要研究手段,犹如倚天剑屠龙刀在手,科研利器的全面装备,将为医院更好地服务脑计划研究探索,精神疾病诊疗手段研发贡献价值。目标建成高质量,具有国际先进水平,国内领先的临床神经影像研究中心。

 

上海市精神卫生中心 研究所

 


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