Nature Methods：科学家第一次研发出植入式核磁共振检测技术

一种新型微型NMR，可测量神经元活动

　　

来自德国和瑞士的神经科学家、电气工程师组成的一个团队开发了一种高度灵敏的植入检测仪，能以无与伦比的时空分辨率探测大脑生理机制。这种检测仪带有集成芯片的超细针，该芯片能够检测和传输纳升级的大脑氧代谢核磁共振（NMR）数据。

这一突破性的设计公布在11月25日Nature Methods杂志上，科学家们指出，这种重要的技术将会给生命科学研究，尤其是神经科学研究带来全新的应用。

马普生物控制论研究所Klaus Scheffle，以及德国斯图加特大学的Jens Anders领导了这项研究，他们找到了一种技术“桥梁”，能突破当代脑部扫描方法的电物理极限。他们开发的毛细管整体式核磁共振针（capillary monolithic nuclear magnetic resonance needle，生物通注）能集合大脑成像的多功能性，以及局部快速技术的精确性，用于分析大脑的特定神经元活动。

“单芯片上核磁共振检测仪的集成设计能最大程度地减少了磁共振信号的典型电磁干扰。从而神经科学家能够从大脑的微小区域收集精确的数据，并将其与来自大脑的时空数据的信息相结合，”文章一作，Klaus Scheffler解释说，“通过这种方法，我们现在可以更好地了解大脑中的特定活动和功能。”

研究人员认为，他们的发明将能用于揭示神经元激活的新作用，或者典型指纹，发现脑组织中特定的神经元事件。

“我们的设计可以容纳扩展性的解决方案，这意味着有可能从单个区域扩展更多的数据收集范围，只需要一台设备。我们方法的可扩展性将能够通过其他传感方式扩展平台，例如电生理和光遗传学测量。”

Scheffler和Anders的团队非常有信心，他们的技术方法可以帮助解答大脑神经网络中复杂的生理过程，提供对大脑功能的更深入的了解。他们的主要目标是开发能够特异性探查活体脑组织的结构和生化成分的新技术，因此这些最新创新力将为未来脑细胞神经元活动，生物能过程的高特异性和定量作图技术铺平了道路。

（生物通：万纹）

原文标题：

A CMOS NMR needle for probing brain physiology with high spatial and temporal resolution