本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在超过二十五万项已发表的功能性磁共振成像(fMRI)研究中,有一些声称能够定位我们大脑中宗教的精神体验、爱情和甚至未来的研究。最近,研究人员甚至调查了扫描的可靠性,以 выяснить 它们是否应在法庭上作为过去记忆的证据。但是,越来越多的科学家和旁观者都在想,这些大脑中的闪光是否告诉了我们我们认为的那样——或者这些图像是否只不过是生物学上的无用信息。
当然,研究人员真正在大脑中看到的不是可解码的突触信息,甚至不是特定神经元活动的记录。功能性磁共振成像扫描仅仅显示大脑中血流和氧气水平的变化,许多科学家认为这可能与神经元活动有关。并且在许多研究中发表的被照亮的大脑中心图像通常是对实验扫描的许多大脑的统计性混合,而不是专注于上帝、性或上帝、性或金钱的单个大脑的清晰切片。那么,功能性磁共振成像扫描可以被信任来显示研究人员希望它们显示的内容吗?
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是的,一项新研究的作者说,该研究于5月16日在自然杂志在线发表(《大众科学》是自然出版集团的一部分)。由加州大学洛杉矶分校电气工程、精神病学和生物行为科学系的李进亨(Jin Hyung Lee)和斯坦福大学生物工程系的雷米·杜兰德(Remy Durand)领导的研究人员能够证明,当用光脉冲激活特定目标神经元时,这些神经元会在功能性磁共振成像扫描上“亮起来”。
研究人员使用了一种称为光遗传学的方法,其中基因工程改造的神经元通过光脉冲在全身麻醉的小鼠中进行控制。当研究小组用脉冲手动激活特定的脑细胞时,这些区域也在功能性磁共振成像屏幕上闪烁,这表明在功能性磁共振成像中看到的血流变化确实是该位置神经元活动的证据。
然而,新的发现并不意味着在功能性磁共振成像研究期间,在大脑特定部分看到的传统闪光表明这些神经过程是孤立发生的——作者指出,结果“并不能证明缺乏连接”。事实上,研究人员能够观察到丘脑中人为刺激的活动对整个大脑的躯体感觉皮层产生影响。
斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗思(Karl Deisseroth)也是该研究的合著者,他在一份准备好的声明中说:“我们现在可以询问,一种细胞类型对活哺乳动物大脑中的全局活动有何真实影响。” “科学探究的关键是开发工具,使我们能够干预和实验大脑回路……而不是简单地观察相关性。”
光遗传学和功能性磁共振成像在小鼠中的图像,显示最强反应(黄色)和刺激部位(星号),由李进亨/雷米·杜兰德/卡尔·戴瑟罗思提供