通过声学透明的头骨窗口对人类大脑活动进行功能性超声波成像
Claire Rabut1, Sumner L Norman2, Whitney S Griggs2
1Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
Science translational medicine
|May 29, 2024
概括
研究人员开发了一种用于功能超声波成像 (fUSI) 的声学窗口,以可视化人类大脑活动. 这一突破允许在手术室外进行高分辨率的神经成像,克服了以前的头骨限制.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 目前的神经记录方法具有侵入性,缺乏灵敏度,并且仅限于手术室.
- 功能性超声波成像 (fUSI) 提供敏感的,高分辨率的大脑活动映射,但被成年人的头骨阻.
研究的目的:
- 开发一个声学透明的头骨窗口用于功能性超声波成像 (fUSI) 在成年人.
- 为了证明非侵入性,高分辨率的人类大脑活动监测在手术室之外的可行性.
主要方法:
- 在动物模型中通过聚甲基甲酸盐 (PMMA) 和植入物评估了fUSI信号.
- 设计并植入一个定制的,超声波透明的头骨窗口在一个成年患者.
- 使用fUSI在清醒的人体中记录和解码任务调制的皮质活动.
主要成果:
- 通过使用专门的fUSI序列在动物中的PMMA植入物实现了高灵敏度的神经活动记录.
- fUSI成功地通过在手术室外的定制头骨窗口监测醒着的人的大脑活动.
- 在200μm分辨率的"连接点"和吉他弹奏任务中,特定任务的皮质活动被映射和解码.
结论:
- 在成年人中,声学透明的头骨窗户可以进行功能性超声波成像 (fUSI).
- 这种方法克服了头骨屏障,允许进行非侵入性,高分辨率的大脑活动监测.
- 通过头骨窗口的fUSI代表了神经科学研究和临床应用的重大进步.
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