神经光子学中心:推进对大脑的理解

新的波士顿大学实体将拥有来自两个校区的教员

作者Mike Seele,最初发表于2017年5月12日的《今日波士顿》

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David Boas,神经光子学中心的创始主任和工程学教授,从麻省总医院来到波士顿大学。摄影:Scott Nobles

近年来,在新兴的神经光子学领域的帮助下,对人类大脑的理解突飞猛进。神经光子学是一种无创的、基于光的技术,使科学家能够实时澳门威尼斯人注册网站研究大脑的功能。波士顿大学一直是该领域的领导者,现在正在利用其在神经科学和光子学方面的专业知识创建神经光子学中心,由该领域的一位杰出澳门威尼斯人注册网站研究人员领导。

David Boas将加入工程学院,担任新中心的创始主任和生物医学工程教授。他来自马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital),在那里他开创了深入观察大脑的新技术,以提高对大脑健康功能的理解,并为理解中风、偏头痛、阿尔茨海默病和其他神经系统疾病如何影响大脑提供了新的途径。鲍亚士正在从整个英吉利大学和整个大学招募澳门威尼斯人注册网站,以汇集专业知识,进一步加速神经光子学技术的发展。

“生物医学和光子学工程师与神经科学家合作有巨大的优势,”博阿斯说。“神经科学家有工程师想要解决的问题和难题。这些解决方案推动了这一领域的发展,并带来了新的问题和新的解决方案。波士顿大学在光子学、生物医学工程和神经科学方面拥有丰富的专业知识,这是这种良性循环的绝佳燃料。”

该中心的许多工作将使用多光子显微镜,这种方法在问世25年后仍然对神经科学产生越来越大的影响。此外,该中心将开发和应用新的方法,用光来测量人类的大脑功能。

人类功能性脑成像已经使用fMRI(功能性磁共振成像)扫描进行了好几年,它可以产生清晰的脑血氧和血流图像,这是观察器官哪些区域在给定时间受到刺激的关键。但功能磁共振成像扫描要求受试者长时间完全静止地躺在一个密闭的机器里,这显然不是一种自然状态,而且对婴儿、小孩和许多其他人来说,这是一种困难的程序。它们也很贵。

相反,鲍亚士使用功能性近红外光谱(fNIR),它可以穿透头皮和头骨,深入大脑一厘米,在那里检测血液氧合,最终实现大脑功能的成像。图像不像功能磁共振成像扫描那样清晰,但可穿戴设备允许佩戴者自然地四处走动,参与社交活动,并进行活动,同时澳门威尼斯人注册网站研究人员以低得多的成本实时观察大脑中的血液流动和氧合变化。进一步的澳门威尼斯人注册网站研究有望成为神经光子学中心的初始项目之一。

来自艺术与科学学院、萨金特健康与康复科学学院和医学院的澳门威尼斯人注册网站将加入该中心的工程学院澳门威尼斯人注册网站,其中包括工程学院机械工程教授兼光子学中心主任托马斯·比法诺(Thomas Bifano)、工程学院生物医学工程教授芭芭拉·希恩-坎宁安(Barbara Shinn-Cunningham),以及中科院心理学和脑科学教授霍华德·艾肯鲍姆(Howard Eichenbaum)和尚塔尔·斯特恩(Chantal Stern)。神经光子学中心将通过美国国家科学基金会新的290万美元的神经光子学澳门威尼斯人注册网站研究培训基金,利用博士生的工作,该基金将在2017年授予其第一批奖学金。