漲姿勢！為什麼能用核磁共振檢查身體

1912年8月30日，英國著名物理學家愛德華·米爾斯·珀塞爾誕生。珀塞爾專長於微波技術、核磁學和無線電波譜學，由於對物質核磁共振現象的研究和創立原子核磁力測量法方面的成就，在1952年他與費利克斯·布洛赫共同獲得諾貝爾物理學獎。現在，在醫院檢查中有一項「核磁共振成像」的項目，這是什麼意思呢？

用核磁共振觀察大腦活動實驗

核磁共振是基於量子物理和微波技術的一種檢測方法，可以精確地測出物體內的原子核的位置和種類，從而實時地繪製出物體內部圖像，在醫學和工業上獲得了廣泛的應用，具有極高的科學和應用價值。核磁共振儀器不使用放射性同位素，不產生電離輻射。在有些地方，醫生考慮到患者對「核」的恐懼心理，常稱其為「磁共振成像」。

核磁共振成像的「核」指的是氫原子核。人體的70%是由水組成的。原子核帶正電，具有自旋，會形成電流，從而產生磁場，因此每一個原子核都像一個小磁鐵。把物體放置在磁場中，原子核與外磁場發生相互作用，處於不同自旋狀態的原子具有不同的能量；用適當的電磁波照射它，當外加電磁波的能量等於不同狀態的原子核的能量差時，原子核與外加的電磁波發生共振，從低能狀態「跳躍」到高能狀態;去掉外加的電磁波，處於高能狀態的原子核又會把一部分能量以電磁波的形式發射出去，被檢測出來。

分析這個信號在物質內部不同結構中的衰減情況，就能反推出運動的原子核分布圖像，經計算機處理後可以重建出物質內部精確的三維立體結構和運動情況。這等於說:我們能夠直接從外面拍攝物體內部結構和變化情況，就像長了火眼金睛的孫悟空。人體組織中含有大量水和碳氫化合物，氫核的核磁共振靈活度高、信號強，所以通常選氫核來對人體進行成像。人體中各種組織間含水比例不同，信號強度有差異，從而把各種結構分開，把正常組織和病變組織分開，非常便利。

核磁共振成像不僅成像清晰精細，還是目前少有的對人體沒有任何傷害的安全、快速、準確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術進行檢查。

隨著核磁共振成像技術的迅猛發展，功能性核磁共振成像技術亦日趨成熟，這一技術有很多重要應用，比如研究人類大腦。1990年日裔美籍科學家小川誠二發現，血液氧氣含量不同時，產生的核磁共振圖像有細微變化，利用這些變化可以顯示大腦各區域內靜脈毛細血管內的血液狀態的變化。由於大腦活動區域的神經元消耗大量能量，需要迅速補充含氧血液，這一區域的核磁共振信號遠高於大腦中思維活動不活躍的區域。根據這一發現，核磁共振成像能描繪活體大腦組織活動的時間和空間位置，實時觀察大腦活動。可以對被研究人員持續進行統一類型的刺激，比如觀看圖片或聽音樂，對比另一組受到不同刺激或者進行休息的被試人員，通過對比來分析出特定刺激影響了大腦的哪部分區域，這樣就能觀察腦和思維的關係。這是一種無損、動態、高速大腦活動探測器。

2010年至2012年，中美兩國的科學家一起做了一個與戀愛有關的跨文化腦成像研究，發現東西方不同文化的人在戀愛時有相似的愛情體驗。研究者讓處於熱戀期的大學生觀看自己戀人的照片或普通朋友的照片，同時用核磁共振設備記錄大腦的活動。結果發現，中國人和美國人的大腦獎賞系統都被激活，活動水平非常相似。獎賞系統是大腦內一個可以產生快感的系統，像食物、酒精、毒品等都會引起獎賞系統的激活。

有理由相信，核磁共振成像儀不僅能透視人體內部結構，未來還可能成為人類思維的閱讀器。

大腦磁共振成像

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