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科學家們尚未能窺探您的思想,但他們現在可以將光束照射到您的頭部,觀察資訊在您的大腦中流動。伊利諾伊大學的神經科學家加布裡埃萊·格拉頓和莫妮卡·法比亞尼正在開創這項基於腦組織傳輸光線方式的新技術。
一位測試物件佩戴著頭盔,格拉頓和法比亞尼可以透過光纖電纜將強烈的近紅外光照射到他的頭骨上。靈敏的探測器會拾取微弱的反射光,這些光線是從大腦外層皮層的無數微觀表面反射回來的。(這種“散射”是雷射筆按在指尖上時,手指會發出紅光的原因。)神經元活動增強會增加散射,產生所謂的事件相關光學訊號。一種解釋是,當神經元放電時,它們會吸收水分,從而使細胞膜變形,迫使光線沿著更長的路徑傳播,併產生可測量的延遲。
格拉頓和法比亞尼可以生成大腦皮層神經元事件的三維地圖,包括處理來自眼睛、耳朵和其他感覺器官輸入的區域。光線可以穿透皮層深達三釐米,活動可以精確定位到 0.5 釐米的區域。“可能存在我們無法觀察到的區域,”格拉頓說。“儘管如此,我們還是能看到大部分。”這項技術速度極快——它可以分辨出間隔僅為毫秒的事件,而功能性 MRI 掃描的每個切片跨度約為一秒,PET 掃描則對 40 秒或更長時間間隔內的資料進行平均。這種精細的時間解析度意味著格拉頓和法比亞尼可以觀察到快速神經事件的起源順序,然後遷移到皮層的其他區域。例如,他們希望瞭解空中交通管制員和軍事指揮官等熟練操作人員如何解讀複雜的視覺顯示並準備採取行動。藉助他們的新穎技術,思維過程有一天可能會變得真正透明。