2026-09-20
清华大学教授、华盛顿大学神经外科教授王劲从医生的视角给出了关键解答:这并不矛盾。常规CT和核磁拍的是大脑的“结构照片”,看看有没有肿瘤、出血或明显的损伤;如果想知道大脑各区域是否在正常工作,则需要通过功能核磁(功能性磁共振成像, functional magnetic resonance imaging, 简称fMRI)来观察。常规核磁正常,不等于脑功能没有问题。
基于王劲教授的科普讲解,我们系统梳理了功能核磁的成像原理、临床价值与应用前景,带大家看懂:这项技术对哪些脑病患者意义重大,在病情评估、个体化治疗中能发挥怎样的作用。
值得一提的是,银河脑科学正是沿着“看见功能网络→在个体身上精准定位”这条思路:依托功能核磁,为帕金森病、孤独症、卒中后遗症等患者进行个体化的靶点定位,并结合自主研发的精准脑环路刺激系统,为临床诊疗提供更有针对性的技术支撑。
常规核磁显示正常,临床功能表现却很差,怎么办?
对神经外科医生来说,常规核磁反应的结构影像非常重要。脑肿瘤、脑血管畸形等器质性病变,大多能在CT、常规核磁上清晰显现,医生据此判断病灶位置、大小以及和周边脑组织的关系,为手术规划提供依据。
但临床上还有一些疾病,比如帕金森病、老年性痴呆等神经退行性疾病,以及抑郁症、躁狂症、精神分裂症等精神疾病,许多早中期患者做常规核磁检查时,报告往往显示正常,可他们的临床功能表现却已经显现甚至影响生活——根源在于,他们的大脑结构大体完好,但特定脑功能网络已经出现损伤,导致对应脑功能出现障碍。
这时,功能核磁就能采集到大脑内部的功能活动情况。
例如今年中国科学家团队在研究中发现,帕金森病患者存在SPARK(SCAN-Parkinson's)环路异常,该环路连接丘脑底核、前运动皮层和杏仁核接收区,其功能连接改变与患者的运动及情绪症状均有关联;阿尔茨海默病的病理改变优先累及特定的大尺度脑网络,其中以默认模式网络(default mode network, DMN)和工作记忆网络(working memory network, WMN)最为突出,这些网络的组织萎缩及功能连接中断,与患者认知功能的下降紧密相关。越来越多研究证实,功能核磁在刻画全脑功能状态上科研价值持续凸显,也为临床理解这些疾病打开了新的窗口。
功能核磁,如何“看见”大脑实时活动?
功能核磁成像于1991年诞生,和常规核磁一同被誉为脑科学领域的革命性技术,让研究人员能从功能和结构两个层面,无创地观察活体大脑。结构核磁如同绘制大脑高清解剖地图,以毫米级精度区分灰质、白质等软组织,精准定位肿瘤、脑梗死、脑萎缩;功能核磁,则负责捕捉大脑动态活动。
我们大脑里的所有活动,本质上是电活动(神经元是神经系统的基本功能单元,大脑神经元通过电化学信号传递信息,实现感知、思考和行动的控制),但我们无法对这些电活动直接成像。
功能核磁利用的是神经活动与局部血流、血氧变化之间的耦合关系。当某一区域的神经元活动增强时,能量和氧的需求随之增加,局部血流也会发生变化。功能核磁捕捉的正是血氧动态变化,也就是 BOLD (血氧水平依赖,Blood Oxygen Level Dependent)信号。
BOLD信号 · 血氧水平依赖——血液内存在两种血红蛋白:携带氧气的氧合血红蛋白、释放氧气后的脱氧血红蛋白。上世纪 90 年代初,贝尔实验室的科学家小川诚二发现血红蛋白的关键特性:脱氧血红蛋白具备顺磁性,会扰乱磁场均匀度,造成影像信号减弱;氧合血红蛋白无此作用。核磁设备通过识别信号强弱,推算脑区内两种血红蛋白的比例:血氧充足区域,脱氧血红蛋白更少,影像信号更强;血氧匮乏区域,脱氧血红蛋白富集,信号偏弱。依靠这一规律,就能间接反推局部脑区的活跃程度,这也是功能核磁的底层原理。
1995 年起,静息态功能核磁(rs-fMRI)逐步兴起。研究者发现,人体处于安静放松的 “静息状态”,大脑依旧存在功能连接波动,默认模式网络等各个脑网络仍在活动。这项突破意义重大,受试者无需完成复杂任务,只需保持清醒、静止不动即可完成扫描。对于儿童、老年人等难以配合任务要求的患者十分友好。
功能核磁:推动脑疾病治疗从经验试错走向精准靶向
帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症等疾病,常规核磁很难找到明确的病灶,但功能核磁却能发现患者大脑网络与健康人之间的差异。找到这些存在明显差异的网络,就能精准定位到大脑网络中的关键节点作为治疗“靶点”,实施个体化靶向干预,效果远好于传统的基于统一解剖模版定靶的“经验试错式”治疗。
从“看见结构”到“理解功能”,功能核磁为认识脑疾病打开了更深的一扇窗。而银河脑科学正在推动功能核磁临床价值的真正落地,“读懂”每一位患者的大脑,让更多脑疾病患者受益于精准、个体化的治疗方案。
