了解功能神經影像
磁共振成像 （MRI）使醫生能夠獲得非常好的大腦結構圖像。 一種稱為功能性MRI的新技術可以通過間接測量大腦活動進一步進行。 雖然大部分時間這項技術僅用於研究，但在臨床上已變得越來越普遍。
您可能遇到過在某些時候使用功能性MRI創建的圖像。
他們展示了一個帶有彩色區域的大腦，描繪了與語言或運動等功能相關的大腦區域。 這些研究非常受歡迎：每個月都會發布數百篇使用這種技術的科學論文，其中許多也在平刊上被提及。 但是，這些圖像是如何製作的？它們實際上代表了什麼？
功能MRI如何工作
功能MRI利用稱為血氧水平依賴（BOLD）對比度的特殊信號。 流經大腦的血液在血紅蛋白分子上攜帶氧氣。 血紅蛋白分子也攜帶鐵，因此具有磁信號。 事實證明，當血紅蛋白分子與氧相連時，它們的磁性會比不攜帶氧的時候有不同的磁性，這種微小的差異可以用MRI機器來檢測。
當大腦的一個區域更加活躍時，它最初耗盡了血液中的大量氧氣。
不久之後，大腦擴張局部血管以恢復氧氣供應。 大腦甚至可能做這個工作有點太好，以致更多的含氧血液進入該區域，而不是最初使用的。 MRI機器可以檢測血氧增加導致的信號差異。
所以功能性MRI研究實際上並不是直接觀察神經元活動，而是看血氧水平如何變化，並將這種活動與神經放電相關聯。 研究表明，這種假設通常是正確的，但是血管畸形， 腫瘤甚至正常老化等疾病可能會改變神經活動與導致BOLD信號的局部血流之間的關係。
醫生如何使用功能性MRI？
因為它是一種相對較新的技術，並且因為其他技術可以回答fMRI可以解決的類似問題，fMRI在臨床或醫院環境中並不常用。 但是，它可以用來幫助計劃重要的大腦手術。 例如，如果神經外科醫生想要移除靠近大腦語言中心的腦腫瘤，他們可能會命令進行fMRI研究以幫助確切地顯示大腦的哪些區域與語言有關。 這有助於神經外科醫生在進行手術時避免損傷這些區域。 然而，fMRI最常見的用途是醫學研究。
使用功能磁共振成像進行哪些類型的研究？
有兩種使用功能磁共振成像來顯示大腦功能的主要方式。 一種方法的重點是尋找大腦對某些任務或刺激作出反應的特定區域。
例如，MRI掃描儀中的人可能會在某些點顯示閃爍的棋盤格，而其他時間會顯示空白的畫面。 當他們看到閃爍的棋盤時，可能會要求他們按下按鈕。 然後將任務期間的信號與任務未完成時的信號進行比較，結果將成為看到閃爍棋盤然後按下按鈕的大腦區域的一種圖像。
fMRI的另一種使用方法是評估神經網絡。 這涉及確定大腦的哪些區域正在彼此交談。 如果大腦的一個區域通常與另一個區域同時亮起，則大腦的這兩個區域可能被連接起來。
為了做這種研究，甚至不需要任何任務。 出於這個原因，這些研究有時被稱為靜息狀態功能磁共振成像。
來自功能MRI研究的信息非常複雜，需要大量的統計分析才能有意義。 這最初導致許多人不信任功能性MRI研究的結果，因為在分析中似乎有許多可能的錯誤機會。 然而，隨著研究人員和審評人員對新技術的熟悉程度越來越高，結果變得更值得信賴和值得信賴。
未來的功能MRI有什麼用途？
除了證實我們已經了解的神經通路和定位之外，功能性MRI研究已經顯示了關於大腦的許多不同的事情。 雖然很難說功能磁共振成像是否會在臨床上普遍使用，但作為研究工具的流行性和有效性使得醫生和外行人都對該工具的工作原理有了基本的了解。
資料來源：
Pressman P，Gitelman D. Functional MRI：神經病學居民的引物。 Neurology 2012年3月6日，78（10）e68-e71
Faro SH，Mohamed FB，Haughton V. Functional MRI：Basic Principles and Clinical Applications：Oxford Univrsity Press，USA，2006。