生命科學研究技術向系統(tǒng)集成研究轉變
生命科學研究技術目前正從發(fā)展單項**技術轉向系統(tǒng)集成研究，而且這種趨勢不僅體現(xiàn)在結構生物學領域，在腦認知研究中也有相似表現(xiàn)。
在生物物理所腦認知國家重點實驗室，薛蓉研究員先讓記者參觀了實驗室*新制造的“頭盔”。這個特殊的“頭盔”內插滿了線路，接受實驗的人戴在頭上，推進腦成像裝置便可給大腦拍照，并探測到腦部神經系統(tǒng)的一些活動情況。
薛蓉曾在美國紐約大學醫(yī)學院放射系生物醫(yī)學成像中心任工程師職位。她介紹，這個“頭盔”是她正在研制的一種新的并行成像設備與技術，以改進人體超高場磁共振成像系統(tǒng)的性能，提高成像速度和質量。
薛蓉解釋說：“核磁共振中，質子共振頻率接近300MHz，在人體內其波長僅約11厘米，RF射頻場將與人體產生‘介電共振效應’，導致凈磁化矢量在發(fā)射和接收上產生嚴重的不均勻性。除此之外，共振頻率的提高還會引起人體組織對電磁能量的吸收率(SAR)的增加，帶來類似微波爐加熱式的**隱患。解決這些高頻信號問題的*有效方法，就是研制多通道的發(fā)射/接收射頻線圈，結合并行成像技術，以期獲得超高場成像系統(tǒng)中高分辨率的灰度均勻的人腦結構和功能圖像。”
薛蓉介紹，隨著交叉學科的不斷發(fā)展，磁共振技術在諸多領域中都得到了重要應用，無論是生物學、臨床醫(yī)學、分子影像學，還是腦與認知科學等國家重要學科領域的研究，對磁共振技術的發(fā)展都有著越來越高的要求。國際上在這方面的投入相當可觀，目前，國際上7特拉斯(T)人體磁共振成像系統(tǒng)已裝機30余臺。國外磁共振領域**的生產廠家Siemens、GE和Philips等公司，以及美國哈佛醫(yī)學院、紐約大學醫(yī)學院，德國Freiburg大學等已裝備了7T磁共振超高場成像系統(tǒng)。在亞洲區(qū)域，韓國也早于我國購買了相關設備。為了不滯后于國際前沿的科學研究，生物物理所腦成像中心2009年底引進了國內**臺7T超高場磁共振系統(tǒng)。這是基于這一團隊已具備了自主開展磁共振成像系統(tǒng)軟硬件研發(fā)能力而著手的工作。該系統(tǒng)目前正在緊張裝機。
國際上的主要研究機構正積極在7T及以上超高場系統(tǒng)上研制與此項目類似的高場發(fā)射與接收系統(tǒng)及相關線圈。由于研發(fā)進度以及技術保密等原因，各家都不披露完整的技術資料。競爭點大多在于這個“頭盔”上。同時，這個“頭盔”如何與腦成像進行連接，也是核心技術之一。
薛蓉說：“實驗室腦成像中心2010年的一個重點研究目標，即是在西門子7T超高場全身磁共振掃描儀上研制多通道發(fā)射與接收頭線圈，及其與7T成像系統(tǒng)的射頻接口，實現(xiàn)多通道的并行發(fā)射與數(shù)據(jù)的并行采集，克服超高場成像系統(tǒng)中射頻場發(fā)射的不均勻性，有效提高功能磁共振成像的速度和質量，特別是大腦特定區(qū)域，如前顳葉和海馬區(qū)磁共振圖像的信噪比和對比度，減小磁敏感性偽影，幫助檢測認知科學實驗**能磁共振信號的變化。”
對新進口的設備進行創(chuàng)造性“聯(lián)通”、“銜接”和“整合”，是生物物理所幾個實驗室都在進行的工作，一旦成功便能獲得很好的研究結果。特別值得注意的是，這類工作也是國際上許多實驗室都在進行的研究。雖然中國生命科學曾一度落后于發(fā)達國家，但在這里，人們可看到中國有可能迎頭趕上甚至超越的希望。
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