院士专家掀起“大脑风暴”：功能磁共振为脑科学攻坚打上中国标签

　　在浩瀚宇宙中，人类已经能够观察亿万星辰，探测时空的涟漪，然而，对于我们自身内心世界的认知——大脑的奥秘，却依然笼罩在一层神秘的面纱之下。人类对于大脑精细结构的理解，依旧只停留在估测的层面。这颗仅有3磅重的神奇生物器官，仍然被认为是地球上最复杂、最难以理解的系统之一。
　　幸运的是，通过功能磁共振（fMRI）技术，人类已经踏上了能探索自身奥秘之旅，正逐渐解开了大脑的面纱。功能磁共振这一革命性的技术，如同一把迷宫的钥匙，为人类打开了通向大脑深处的门户，使我们有机会深入探索这个蕴含着无限可能的器官。
　　正如古人所言，独行快，众行远。为了更好揭示大脑的奥秘，与绘制人类脑健康的全生命图景，国内磁共振龙头企业万东医疗于9月22日举办的“全球合作创新学术交流会”聚集了国内外著名的专家和学者，汇聚智慧，破解大脑的谜题。

　　国之重器点亮人脑光明时代
　　人类对于人脑的了解仍然非常有限，尤其是在涉及学习、记忆、注意、决策等复杂功能，更不用说共情、自我意识、思考和语言等高级认知功能。
　　这是因为人脑内包含着至少一千亿个各种类型的神经元，它们连接构成了复杂而精密的神经网络。
　　功能性磁共振的出现，为科学家们提供了进一步人脑奥秘边界的机会。
　　若把我们大脑中的神经元犹如浩瀚宇宙中的点点繁星，流动的血流则宛如人类描绘星座时的轨迹。功能性磁共振成像的基本原理正如这个奇妙的类比。
　　当大脑的特定区域中的神经细胞或神经元变得活跃时，这个区域的血液供应会迅速增加。期间，血流的氧合程度也会发生变化，进而改变了局部氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对含量，从而改变了磁场的性质。这种变化可以被磁共振仪器捕捉到并可视化呈现。
　　我们之所以能够说某一脑区“亮了起来”，或者介绍大脑皮层上的某个区域是负责痛苦，正是因为我们从功能性磁共振成像中看到了这些脑影像。
　　作为未来公认的热门领域，脑科学的前景毋庸置疑，犹如未知星辰中的新大陆，等待勇敢的探险家前去征服。
　　目前脑科学研究主要包括三个目标：“脑探知”旨在理解大脑的结构和功能，包括物理构成、生物机理和工作机能；“脑保护”致力于治疗大脑相关疾病；而“脑创造”则涉及开发或借鉴大脑功能来创造新技术和方法。
　　比如，在此之前，大脑疾病一直是医学领域的一大挑战，是由于我们对于大脑疾病的病源和发展机制知之甚少。通过功能磁共振持续深入研究大脑相关的机制和过程，科学家正试图将这些发现转化为治疗手段，帮助治疗人类的生理和心理病痛。
　　其中，作为探索脑科学的重要仪器功能磁共振是国之重器，真正的大国重器，一定要掌握在自己手里。
　　现在中国自主研发的核磁共振仪器在图像质量和性能方面不逊于国际知名制造商。这意味着，借助先进的核磁共振仪器中国的脑科学家们站在了与国际相同的起跑线上，可以更加精确地深入探索大脑的奥秘。

万东i_Vision1.5T无液氦超导磁共振

　　实际上，在最初，中国相对于国际先进脑科学研究有接近35年的落后时间差。以全球脑科学最为顶尖的美国为例，在1973年美国在脑科学研究上刊发的论文就已超过2000篇，而中国脑科学研究的论文数量从2008年开始才超过2000篇。
　　这期间，学科积累、经费、硬件等诸多限制都是需中国科学家一一克服，更需要加速追赶，缩小差距。为此，国家重点基础研究发展计划先后启动了“脑结构与功能的可塑性研究”等44项脑科学与脑疾病相关的课题，总投入近12亿。
　　独行快，众行远。此后，越来越的社会力量也加入进来，一起为中国脑科学基础研究助力。其中，万东医疗作为国产医学影像发展史的里程碑式企业，更是中国科学家在脑科学探索途中的坚定同行者。
　　更为令人振奋的是，万东医疗这些创新正在逐步从科研实验室走向了临床应用，为国产磁共振成像注入了更多的精准性和高效性。比如，万东医疗与国家纳米科学中心深度合作，1.5T无液氦磁共振系统在高级序列开发方面已具有独特的优势。
　　不仅是同行者，万东医疗也是引领者，积极地参与全球领先的脑科学研究浪潮。万东医疗聚集国家级科研中心、高校、医院以及企业研发平台的多领域力量，与国家纳米科学中心、清华大学、北京大学、北京积水潭医院、北京友谊医院等顶尖机构进行协同创新，以功能性磁共振技术为引领，不仅丰富了对大脑结构和功能的理解，还为人类脑健康的未来开辟了新的可能性。
　　脑科学攻坚打上中国式标签
　　脑科学亦是一门基础科学，需要持之以恒的耐心、在未知中摸索的勇气，以及一些运气。
　　需要注意的是，功能磁共振成像本身也存在限制，它不是直接测量大脑神经元的快速放电，而是追踪为神经元提供氧气的血流的缓慢变化。因此，追踪这些相对缓慢的变化使得功能性磁共振扫描的结果有时就会显得模糊不清。
　　即，虽然功能性磁共振技术能够快速观测全脑，但在神经元和细胞层面上，它仍然无法真实地展示脑结构和功能活动，就像一张长时间曝光的城市风景照片，街道上繁忙的行人使其面部特征无法被清晰可见。
　　此外，大脑的复杂性也是提高功能性磁共振成像清晰度的一大挑战。这是由于脑和神经在结构上具有高度复杂性，涵盖了从分子、突触、突起、细胞、环路、脑区到整个系统的各个层次。大脑不是孤立运作的单一单元，而是神经环路的集合，各个部分相互交互作用。
　　不过，中国科学家们已在脑科学攻坚打上中国式标签。现在中国在脑科学领域已经取得了一系列显著的进展，为解开大脑这个最复杂的奥秘提供了新的可能性。
　　在全球合作创新学术交流会上，中国科学家们借助万东医疗的平台持续分享脑科学前沿探索研究，包括高分辨率和高保真的DWI成像、新型CNN网络用于脑干的血管母细胞瘤诊断、3D全局傅里叶网络用于阿尔茨海默病患者识别，以及“对抗-对比”图神经网络用于神经发育障碍疾病的分类诊断等，为人类通过功能磁共振更深入地理解大脑的复杂性和探清奥秘提供了新方向。

　　如，清华大学医学院生物医学工程系生物医学影像研究中心特别研究员郭华教授分享高分辨率和高保真的DWI成像方法，实现了图像的变形抑制到变形去除，实现了层内的高分辨成像和3D等体素亚毫米DWI成像，并提升了信号的采集效率。
　　复旦大学类脑智能科学及技术研究院青年研究员张孝勇博士则他的新研究中提出新型CNN网络，可有效将脑干的血管母细胞瘤与其他肿瘤分开，表现超过了放射科主治医师的水平；提出3D全局傅里叶网络，可有效将阿尔茨海默病患者与正常人分开；开发“对抗-对比”图神经网络，实现神经发育障碍疾病的分类诊断。
　　厦门大学感知实验室负责人、国家优秀青年科学基金获得者屈小波教授针对人工智能磁共振训练数据缺乏的瓶颈问题，提出磁共振物理生成数据的泛化人工智能快速成像和定量成像方法。他表示，建立智能云脑成像平台实现放射科医生与工程师高效科研协作，解决高端磁共振设备信号采集瓶颈和临床转化应用问题。
　　大连理工大学生物医学工程学院副教授李焕杰分享，基于信息增强和噪声去除相结合进行不同场强下的fMRI数据质量增强，可显著提升fMRI数据的时空分辨率，保障脑功能连接和脑功能网络的稳定可重复性。
　　中国的脑科学家们正在不断突破界限，为我们解开大脑这个最复杂的结构提供了新启示。万东医疗也用领先的功能性磁共振技术为助力中国科学家，为这个领域注入新生命和新活力。