6月17日消息，科學(xué)據(jù)媒體報道，家實英國格拉斯哥大學(xué)研究團隊取得一項重大突破：首次成功探測到穿透成年人完整頭骨的現(xiàn)光信號光信號。這項發(fā)表于《神經(jīng)光子學(xué)》雜志的穿透成像最新研究，突破了現(xiàn)有光學(xué)腦成像技術(shù)的完整深度限制，有望催生能探測更深層腦組織的人腦新型設(shè)備。

近紅外光譜技術(shù)（fNIRS）作為一種無創(chuàng)腦功能檢測手段已應(yīng)用數(shù)十年。深部設(shè)備其原理是獲突通過分析大腦血流對特定波長近紅外光的吸收變化，間接反映神經(jīng)活動?？茖W(xué)

盡管具備便攜、家實成本較低等優(yōu)勢，現(xiàn)光信號傳統(tǒng)fNIRS存在顯著局限：光線僅能穿透至大腦表層約4厘米深度，穿透成像難以觸及與記憶、完整情緒調(diào)控、人腦運動功能等密切相關(guān)的深部設(shè)備深部腦區(qū)。這導(dǎo)致在不依賴昂貴且笨重的磁共振成像（MRI）設(shè)備時，深部腦組織研究面臨技術(shù)瓶頸。

為克服這一難題，研究團隊設(shè)計了創(chuàng)新性的實驗方案：采用高功率脈沖激光作為光源，配合超高靈敏度的單光子探測器，并在嚴(yán)格屏蔽環(huán)境光的條件下進行測量。最終，他們成功記錄到從頭部一側(cè)入射、穿透整個顱骨并從另一側(cè)穿出的微弱光信號。

為確保結(jié)果的可靠性，團隊不僅進行了精密的人體頭骨穿透實驗，還利用計算機模擬技術(shù)完整重建了光線在顱腦多層結(jié)構(gòu)（如頭皮、顱骨、腦脊液、腦組織）中的傳播路徑。模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)高度吻合，并揭示了一個重要現(xiàn)象：光子穿越復(fù)雜顱腦組織時，會優(yōu)先沿著腦脊液等散射系數(shù)較低的結(jié)構(gòu)傳播。

盡管當(dāng)前技術(shù)仍存在局限——單次檢測過程耗時約30分鐘，且受試者需為淺膚色并無毛發(fā)區(qū)域——但這項原理驗證性研究為開發(fā)下一代fNIRS系統(tǒng)提供了全新的設(shè)計思路和物理基礎(chǔ)。

研究團隊展望，隨著光源、探測器及相關(guān)算法的持續(xù)迭代優(yōu)化，這種穿透式光學(xué)檢測方法有望發(fā)展成為一種便攜、經(jīng)濟的深部腦成像方案。未來，該技術(shù)或可應(yīng)用于腦卒中、腦外傷、腦腫瘤等疾病的床邊或現(xiàn)場快速診斷，特別是在無法使用大型MRI設(shè)備的特殊場景（如野戰(zhàn)醫(yī)療、資源匱乏地區(qū)）中發(fā)揮獨特優(yōu)勢。