宇航员加冕轻松检查脑疲劳——变无用为有用电脑软件拷问大脑

互推小编 2023-11-09

目前检查脑部疾病的仪器都是些庞然大物，患者必须整个人都躺进去进行检查，因此，检查脑病只能在医院特设的检查室内进行。最近，美国休斯敦国家空间生物实验室发明一种小型脑扫描仪，小到可以当作一顶帽子戴在头上，这样，患者就可以边检查边随处走动。这种扫描仪只扫描患者头顶2厘米长的脑部。不久后，这种脑扫描仪可能用来帮助脑中风患者康复，或者用来告知驾驶航天飞机的宇航员是否过于疲劳。

这种帽子式脑扫描仪利用被称作“漫射光学X射线断层摄影术”图像技术，用近红外线照射患者头顶，穿过头盖骨对大脑进行扫描。由于红外线在脑部最上部的2厘米处往往会形成快速散射，因此能看到的唯一图像可能是一些无用的杂乱信号。但休斯敦国家空间生物实验室主任杰弗里·萨顿称，他们发明一种新电脑软件，能把这种看似令人绝望的噪声变成有用图像。

在某种型号的帽子式扫描仪内装有32束光纤电缆，它能把红外激光发射到手掌般大小的脑盖上(见示意图)。这种低功率激光在脑外层周围散射，并被另一侧的32个检测器接收。

光线被吸收和反射的程度取决于脑组织的密度，以及脑组织中的血流和供氧情况，使用上述软件能快速测出大脑最外层部分由于出血或肿瘤引起的脑组织病变，病变程度以不同明暗程度的亮色显示在图像上。

萨顿计划把这种脑扫描仪送到外层空间，用以研究宇航员大脑血流在微重力环境下发生的变化。在空间环境中，大脑血液的流速可能会变慢，如果较长时间生活在外层空间，大脑血液流量可能会发生微妙变化，光成像仪是能够进入空间环境研究这些变化的唯一仪器。

目前萨顿领导的研究小组正在与美国航空航天局的飞行外科医生合作，在地面上用计算机模拟航天飞机与空间站对接时人的大脑的行为表现，并希望最终能与在微重力航天轨道上生活的宇航员的大脑图像进行比较对照。

光成像技术在地面上的用途可能更广泛。萨顿说，通过检测血液对大脑正面皮层的突然冲击显示，当人们过于专注于一项任务时，会使他们疲劳和紧张，如果宇航员或医生工作的时间太长，用这种帽子式扫描仪可能有助于检测并减轻他们的脑疲劳。

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