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俄羅斯科學家提出解釋大腦活動數(shù)據(jù)方法比核磁共振精確度高5倍

2021-12-28 15:31:18 來源：科技日報

俄羅斯科學家提出了一種解釋大腦活動的數(shù)據(jù)方法。該方法比目前使用的核磁共振成像(MRI)技術(shù)的精確度高出5倍，有助于治療抗藥性癲癇，可更好地了解神經(jīng)性質(zhì)的認知過程，例如大腦如何響應視覺刺激。

大腦活動的映射是在一個特定的認知過程確定哪些大腦部位參與活動的標準方式。通常使用腦電圖或腦磁圖記錄大腦活動。首先用非侵入性電極記錄大腦表面不同位置的電壓，其次測量磁場。這兩個指標最終用于記錄大腦中的電流。

斯科爾科沃科學技術(shù)研究所研究員尼古拉·雅微齊稱，腦電圖技術(shù)已經(jīng)使用了100年了，在此期間許多神經(jīng)活動得到了很好的研究。例如，一個有經(jīng)驗的醫(yī)生可以很容易地利用腦電圖數(shù)據(jù)分析睡眠障礙，但對于一些復雜的情況就很難做出判斷，比如精確找到患者大腦中的癲癇部位。在這種情況下，醫(yī)生就需要結(jié)合腦電圖或腦磁圖與核磁共振成像技術(shù)，并用特殊的算法來處理診斷信息。這樣就可以準確地確定病變的位置并對其進行手術(shù)，而不影響健康的組織。

但核磁共振掃描技術(shù)使用了大腦模擬活動，由于受到噪音和其他各種人為因素的影響，成像有一定的失真，從而導致不能準確地區(qū)分大腦中一個組織的結(jié)束和另一個組織的開始。

而新開發(fā)的方法解決了這一問題。研究結(jié)果顯示，在低分辨率腦模型中，新方法比MRI技術(shù)的精確度高出5倍，雖然需要更多的計算能力，但在質(zhì)量上克服了傳統(tǒng)方法中的缺點。

雅微齊表示，研究中使用了混合有限元方法，其準確性可與廣泛使用的有限元方法(P1FEM)媲美。這兩種方法在解釋腦電圖和腦磁圖數(shù)據(jù)方面都是必要的。新方法的不同之處在于，神經(jīng)的電流可滿足物理限制，包括電荷守恒定律，但P1FEM方法不存在這樣的性質(zhì)。(董映璧)

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