通过头骨的神经磁性视图

大脑处理使用慢速和快速电流的信息。到目前为止，研究人员必须使用放置在大脑内的电极以便测量后者。来自Charité - Universitätsmedizin柏林和Physikalisch-Technische Bundesanstalt（PTB）的研究人员已经成功地从外面成功地显示了这些快速的脑信号，并发现了令人惊讶的变化程度。根据他们的文章PNAS，研究人员使用了一个特别敏感的磁脑装置来实现这一壮举。

大脑内信息的处理是人体最复杂的过程之一。破坏该处理通常导致严重的神经系统障碍。因此，对大脑内的信号传输的研究是理解无数疾病的关键。然而，从方法的角度来看，它为研究人员创造了重大挑战。希望观察大脑的神经细胞在思考的速度下运行“，但没有需要将电极放置在大脑内部，导致了两种技术的出现，具有高时间分辨率：脑电图（脑电图）和磁性脑图（MEG）。这两种方法都能从头骨外部开始脑活动。但是，虽然慢速电流的结果是可靠的，但是快速电流的结果不是。

当由另一个神经单元产生的信号被另一个神经单元产生的信号被另一个时，被称为突触潜在的延迟电流。随后的脉冲脉冲（将信息传送到下游神经元或肌肉）产生持续仅毫秒的快速电流。这些被称为动作电位。“到目前为止，我们只能在收到信息时观察神经细胞，而不是他们以响应单一感官刺激的信息传播信息，”Charité的神经病学系博士博士博士向Benjamin Franklin的实验神经科学解释。“人们可以说我们在一只眼中有效地失明了。”在PTB的沃特斯特拉特博士和RainerKöber博士的领导下工作，研究人员现在已经奠定了改变这一点的基础。跨学科研究组成功地使MEG技术如此敏感，使其能够检测到响应单个感官刺激而产生的快速脑振荡。

它们通过大大减少MEG设备本身产生的系统噪声来实现这一目标。“这磁场传感器MEG设备内部浸入液氦中，将其冷却到零下269摄氏度(4.2 K)。”Körber博士解释道。为了做到这一点，冷却系统需要复杂的隔热材料。这种超绝缘材料由镀铝薄膜组成，薄膜会产生磁噪声，因此会掩盖与神经细胞相关的小磁场。我们现在已经改变了超绝缘的设计，以确保这种噪音不再是可测量的。通过这样做，我们成功地将MEG技术的灵敏度提高了10倍。”

研究人员使用了刺激手臂中神经的示例，以证明新装置确实能够记录快速脑波。作为他们对四个健康科目的研究的一部分，研究人员适用电气刺激在手腕上的特定神经时，同时将MEG传感器定位在大脑面积上方，这是负责处理施加到手中的感官刺激。为了消除电网和电子元件等干扰的外部来源，在PTB的屏蔽记录室之一进行测量。研究人员发现，通过这样做，他们能够衡量脑皮质中的一小组同时活化神经元产生的动作电位，以应对个体刺激。

“这是第一次，使我们能够使我们在大脑中观察脑中的神经细胞以响应单一的感官刺激，”Waterstraat博士说。“一个有趣的观察是，这些快速脑振荡在自然界中并不均匀，但随着每个刺激的变化。这些变化也独立于慢脑信号。大脑如何处理有关手感的信息，有巨大的变化尽管所有刺激都施加相同。“

研究人员现在能够比较个体对刺激的反应，这一事实为神经学研究人员研究以前未解的问题开辟了道路:警觉和疲劳等因素在多大程度上影响了大脑中信息的处理?那么同时收到的其他刺激呢?高度敏感的脑磁图系统也可以帮助科学家对神经系统疾病有更深入的了解和更好的治疗。癫痫和帕金森病是与fast中断相关的疾病的例子脑信令。“由于这种优化的MEG技术，我们的神经科学工具箱已经获得了一个关键的新工具，使我们能够肆无忌惮地解决所有这些问题，”Waterstraat博士说。

---

---