Sci. Adv | 毫秒级精度的fMRI方法“DIANA”终为泡影

文摘   科学   2024-04-02 08:35   加拿大  


fMRI是神经科学最常用的无创成像工具之一,它具有较高的空间分辨率,能将大脑活动较为精确地定位到特定脑区。但是,fMRI的时间分辨率较低,通常只能记录秒级的神经活动变化,对于毫秒级别的神经活动(也是神经元活动的真正时间尺度)通常无能为力。此外,fMRI记录的是反映神经活动的间接指标(血氧变化),而非直接的神经元活动,因此如果能用fMRI直接记录到毫秒级别的神经元活动,那将对整个神经科学领域产生革命性的变化


2022年,Science上发表了一个来自韩国成均馆大学研究团队的关于高时间分辨率fMRI成像方法的研究,作者称其为“对神经活动的直接成像”(direct imaging of neuronal activity;'DIANA')。他们的研究表明,这种革命性的方法能够记录到5ms左右时间分辨率的fMRI神经信号。这种方法之所以能得到更高时间精度的数据,简单而言,是因为它改变了传统的成像方法,将每次扫描收集一个slice的所有体素,变成每次只收集slice的一部分数据。



近日,Science Advances上发表了对DIANA研究的两项独立的重复研究,两项研究均未能复现DIANA的结果。其中一项由MIT科学家Alan Jasanoff主导的重复研究表明,确实使用DIANA的方法可以发现一个类似于神经活动的峰值反应,但是通过多种控制比较,他们发现这种DIANA信号实际上是一种伪迹,与神经活动无关



另一个重复研究同样来自成均馆大学,他们使用了比原论文(9.4T)更高场强的15.2T的fMRI,这种更高的场强一般能有机会发现更好的结果。但是,这项重复研究发现只有在研究人员主动去寻找与结果相似的数据时,才能找到DIANA信号,这说明2022年DIANA的结果有可能是研究人员主观挑选试次进行分析的结果。




因此,这两项重复研究的结果对DIANA方法是比较悲观的,至少目前为止,高时间分辨率、直接记录神经活动的fMRI方法只是泡影。当然,也仍然有研究者认为DIANA的方法也许会通过其他技术手段或方式得到成功,“革命性”的技术有时是需要先一个步子迈大点,然后后退一些回归理性继续前进。



重复论文原文:

1. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl2034

2. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl0999

原始论文:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4340




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鹿鸣Cogn
Cambridge MRC-CBU认知神经科学博士在读,还在学习一切的神经科学新手村玩家。
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