MRI不只能拍结构，MIT新型感测器让大脑化学讯号“发亮”

磁振造影（MRI）是现代医学很重要的影像工具，能清楚呈现脑部、肌肉、脊椎与内脏结构。功能性磁振造影（fMRI）则能侦测脑部血流与血氧浓度的即时变化，精准捕捉大脑各区域活动状态。最近麻省理工学院（MIT）开发新感测器，能大幅提升MRI侦测特定分子，论文刊登于《NatureBiomedicalEngineering》期刊。新技术可望协助科学家，直接观察大脑神经传导物质与代谢物，甚至疾病相关化学讯号的即时变化，为脑科学与精神疾病研究带来突破性进展。

传统MRI核心原理，是通过人体水分子与磁场互动产生的讯号，描绘出清晰的组织结构。但若想观察多巴胺、血清素或发炎相关化学分子，由于浓度非常低，MRI灵敏度便显得不足。为克服此限制，MIT团队设计出可“放大讯号”的崭新系统，只要侦测到一个目标化学分子，就能同步驱动周围大量MRI显影剂的状态转变，使讯号更明显。

利用脂质纳米粒子，突破MRI灵敏度极限

这项突破的核心技术称为“脂质纳米发报器”（LisNRs），概念像装满磁性材料的小胶囊。这些纳米粒子装有含钆（gadolinium）的MRI显影剂。正常情况下，外部水分子难以进入胶囊，因此MRI讯号不明显。但胶囊表面设计了特殊“水通道”，并利用蛋白质为开关。当遭遇目标分子时，原本关闭的水通道会开启。水分子进入纳米粒子内部后，内含钆显影剂便能产生强烈讯号，使目标区域在MRI扫描明显变亮，且使灵敏度大幅提升。

分子级MRI打造更细致的“大脑化学地图”

多巴胺是掌管成瘾、学习及快乐感的核心神经传导物质，但科学家一直缺乏能即时观察变化的工具。此突破技术，使科学家或能直接观察人们期待奖励时，多巴胺如何于不同脑区的变化；甚至能一窥忧郁症或药物成瘾患者大脑，化学讯号异常变化的关键瞬间。相较于目前仅能观察血流变化的fMRI，新技术能提供“分子层级”资讯，为精神疾病的诊断与治疗革命性的改变。

总结而言，虽然这项技术距离临床应用仍有距离，研究员还需验证安全性、稳定性与人体适用性，但已展现MRI发展的新方向。过去MRI主要用于描绘器官与组织的结构，未来或许能进一步揭露大脑与身体化学活动。当科学家不再只能看到脑部的形状与血流变化，而能直接观察神经传导物质与代谢分子的动态时，人们对大脑运作及精神疾病的理解，有机会迈入全新阶段。

🔖