双人磁共振成像仪研制成功

核磁共振扫描仪黑暗、隆隆的“洞穴”是普通人感到封闭和孤独的地方。

那么，当受试者被隔离时，对人类社会活动感兴趣的科学家如何捕捉忙于社会互动的大脑信息呢？两个研究小组想出了一个绝妙的解决方案:让两个受试者共用一台扫描仪。

可以同时测量两个人的磁共振扫描仪，其中一个正在美国国家科学基金会的支持下开发，另一个已经过首次测试。相关结果已于上月以预印本形式公布。

然而，目前，双磁共振扫描仪的设计不能以科学回报证明其成本和复杂性。此外，这两个主题必须紧密结合在一起。

然而，这两个研究小组希望通过上述实验开辟新的方法来研究大脑如何通过面部表情、眼神交流和身体接触来交换微妙的社会和情感线索。

"这个工具可以极大地扩大研究和调查的可能性."“这太令人兴奋了，”洛克菲勒大学的神经学家温里奇·弗莱德说。

功能磁共振成像现在是研究社会过程的常用工具。它通过血氧变化来估计神经活动。

然而，芬兰图尔库大学的神经科学家劳里·努曼玛说，与真实的社会互动相比，这些实验是“简化和人为的”。受试者通常躺在扫描仪中观看他们面部的静态照片，或者听录音进行互动。然而，这些照片无法显示人们脸上微妙的情感流动，录音也无法完成真正的对话和交流。

因此，研究人员必须在扫描仪中创建实时交互场景。

2002年，贝勒医学院的神经科学家里德·蒙塔古(Read Montague)和他的同事发表了一项研究，在不同的互联磁共振扫描仪中同时记录人类活动。通过这种方法，研究人员可以捕捉人们在玩网络游戏或通过音频和视频进行交流时的神经活动。

哥伦比亚大学的神经学家和核磁共振物理学家李双雷说，即使采用上述方法，“许多人际互动信息也会被忽略。”

因此，在过去的10年里，他一直在探索将一个功能性磁共振成像设备分成两部分，供两个人同时使用。这需要一对特殊的头部线圈，使研究人员能够从两个相邻的大脑读取不同的信号。受试者必须侧卧，双腿接触磁共振成像磁铁。他们的头被这些笼子状的金属线圈包围着，透过窗户互相凝视着。

2012年，在普林斯顿大学，李和他的同事发表了第一篇关于双磁共振设备的论文。他估计为另一个实验室提供同样的设备将花费20万美元。

Nummenma和芬兰阿尔托大学的同事共同开发了第二个两人功能磁共振成像。

扫描仪使用不同类型和形状的头部线圈，但是受试者被放置在一个近乎拥抱的姿势。

在此之前，研究小组尝试了一种不太亲密的姿势，如狮身人面像，其中受试者面对面放置，腹部朝下。但哈里指出，这种姿势“对脖子非常不友好”

在2019年12月10日的BioRxiv预印本中，研究小组发布了一项早期的技术测试:一对朋友或亲密伙伴轮流轻拍对方的嘴唇，同时记录双方的神经活动。通过这项测试，研究人员验证了扫描仪能够检测到大脑活动，这种活动对应于在记录指令下敲击手指的视觉和触觉。

同样，李的第一个研究问题相对简单:共享扫描仪中的大脑活动与远程视频连接中的大脑活动有何不同？当人们进行眼神交流时，大脑网络的哪个区域会亮起来？他仍在分析2012年的实验数据并提交研究结果，但在2019年秋季，他的团队从国家科学基金会获得了近100万美元，用于设计和开发一种信号质量更好、扫描更多大脑的线圈。

尽管这项研究存在局限性，但李相信两人核磁共振扫描仪将捕捉到长期以来被神经成像忽视的社会大脑研究的所有方面。他计划使用扫描仪来观察自闭症和非自闭症儿童在眼神交流和与父母互动时大脑动力学的差异。他预测到今年秋天，他的第一组受试者将一起经历双磁共振成像。

相关论文的链接；https://doi.org/10.1126/science.aba8276