大型磁鐵和放射性示蹤劑請靠邊站——很快，只需用幾十盞紅燈照射頭皮就能揭示一些大腦活動。《自然·光子學》雜誌上的一項新研究發現，這種光學技術可以複製功能性磁共振成像實驗，而且更舒適、更便攜、更便宜。
該方法是對漫射光學層析成像技術（DOT）的改進，該技術使用裝置將微小的紅光點照射到受試者的頭皮上，並分析反射回來的光。紅光會從血液中的紅色血紅蛋白反射出來，但與其他顏色的組織相互作用較少，這使得研究人員能夠獲得類似於功能性磁共振成像的影像，顯示工作狀態下大腦中血流的變化。多年來，試圖使用 DOT 的研究人員一直受到限制，因為難以將許多重型光源和探測器封裝到頭部周圍的小區域內。他們還需要更好的技術來分析探測器收集的大量資料。
現在，聖路易斯華盛頓大學和英國伯明翰大學的研究人員報告稱，他們已經解決了這些問題，並完成了首次高密度 DOT (HD-DOT) 腦部掃描。該團隊首先設計了一種“雙光環”結構，以支撐 96 個光源和 92 個探測器的重量，是早期陣列數量的兩倍多。研究人員還解決了與如此多光源相關的計算挑戰——例如，他們找到了如何過濾頭皮和其他組織中血流乾擾的方法。然後，該團隊使用 HD-DOT 成功地複製了視覺和語言處理的功能性磁共振成像研究——這對於其他功能性磁共振成像替代方案（如功能性近紅外光譜或腦電圖）來說是不可能完成的任務，因為這些替代方案無法覆蓋足夠大的腦區，或者解析度不足以精確定位活躍的腦區。最後，該團隊掃描了帕金森病植入電極患者的大腦——功能性磁共振成像永遠無法做到這一點，因為該機器會產生電磁波，可能會損壞電子裝置，如心臟起搏器。
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華盛頓大學醫學院的物理學家、主要作者 Adam Eggebrecht 表示，雖然 HD-DOT 只能穿透約兩釐米，這意味著該方法永遠無法完全取代功能性磁共振成像，但商業版本的成本將約為十分之一，並且更便攜。而兩釐米的深度足以研究大腦的許多高階認知功能，這些功能主要發生在大腦皮層，即大腦的外層褶皺中。Eggebrecht 說，研究人員已經在使用 HD-DOT 研究帕金森病患者和自閉症兒童的腦功能。