大脑是人体最复杂、最神秘的器官,许多疾病都与大脑有关,而且脑部疾病也一直是岛内十大死因的前2名。台大医学院教授曾文毅2004年6月上旬发表的「水分子扩散频谱造影」技术,能够在30分钟内,扫描出脑神经网络受损的情形,对于中风、肿瘤患者而言,可以提高诊断的准确度及效率,是全世界最新的诊断技术,也是医学界的重大突破,对于解开大脑之谜,探索人类情绪思考也很有帮助,因此将不仅用于脑部病变治疗,对于精神科领域也很有帮助。
曾文毅表示,中风、脑部肿瘤或脑神经发炎,经常侵犯脑神经网络,就是所谓的大脑白质,让患者运动、知觉功能失常,如果能够知道神经纤维束受损的情况,对于相关疾病的诊断、治疗有很大的帮助。
而大脑就像一部庞大的平行处理系统,有成千上万个处理器同时在执行不同的功能,这些处理器彼此之间的联系则是靠复杂的神经网络穿梭于其间来完成。大脑处理器是由神经元细胞所构成,而网络则是由神经元轴突所组成。
曾文毅说,以往分析这些神经网络结构,必需经过开刀手术,才能由组织切片及特殊染色观察到,会有再次伤害脑部的风险。而新的磁振造影技术,是一种非侵袭性的造影技术,不会因为检查而造成对脑部的再次伤害。
以往医界利用水分子扩散频谱造影技术,只能呈现单一方向的神经束,在神经彼此交错的地方,却完全失去准确度,很难正确诊断中风、脑部肿瘤等疾病的影响。曾文毅教授从2000年起开始研发的新MRI则可以找出更正确的脑部神经纤维束走向。目前已能清晰地看出7成左右的脑神经网络构造,对于解开大脑之谜有极大帮助,而且只费时半个钟头,也比传统需耗时两天来得快。
这个最先进的技术,已陆续于Neuro Image期刊及国际医用磁振年会中发表,并获得教育部追求卓越计画补助,已经购置了价值数千万的磁振造影仪,开始应用在台大病患的诊断上。对于传统诊断技术只能显示大脑巨观的结构,有很大突破,可以呈现在显微镜底下才能观察到的神经元轴突所构成的神经网络。
简单一点说,人的大脑有许多的神经元细胞,就像一台大型的超级计算机,每个神经元细胞就是其中的小计算机或处理器,分别执行不同的功能,而连结这些小计算机的网络,就是神经元轴突,也称为神经网络结构。这项「磁振造影」(Magnetic Resonance Imaging,MRI)新技术,可清楚地看出大脑神经纤维束受损的情况,有助于脑病变或中风治疗计划的诊断跟疗效的评估。
另外,每当人类要执行某项工作、或有任何情绪的时候,不同的神经元细胞就会开始运作。以往科学家只能利用功能性磁振造影,拍摄脑部内部的反应,而运作的神经元细胞在磁振造影下,就会显示为一块块发亮的区域。有时候一项工作或情绪,会有许多不同的区域同时发亮,由于以往无法看到神经网络的反应,科学家很难了解区域之间的顺序及影响,现在有了这项新利器,已经可以看到联系这些区域或神经元的神经网络,就好象可以看到超级计算机之间的联机情况一样,也可以运用在认知功能失常或精神科领域的诊断治疗上。