科學家探測到穿透人腦的光信號

科技日報北京6月16日電 （記者劉霞）英國格拉斯哥大學研究團隊首次成功探測到穿越成年人完整頭骨的光信號。這項發表於最新一期《神經光子學》雜誌的研究成果，突破了現有技術探測深度的限制，或將催生能探測更深層腦組織的新型光學設備。

近紅外光譜技術（fNIRS）作為無創腦檢測手段已應用數十年。該技術通過分析大腦血液對光線的吸收特徵，間接反映腦部活動情況。雖然具有便攜、經濟等優勢，但傳統fNIRS存在明顯侷限：光線僅能抵達大腦表層約4釐米深度，難以觸及與記憶、情緒調控、運動功能相關的深部腦區。這使得在不依賴昂貴笨重的磁共振成像設備時，深部腦組織研究始終面臨技術瓶頸。

在此次實驗中，研究團隊採用高功率脈衝激光與超高靈敏度探測器組合，在嚴格屏蔽環境光的條件下，首次記錄到從頭部一側入射穿透至另一側的光信號。

為驗證這一現象，研究團隊不僅進行了精密的人體實驗，還通過計算機模擬完整重建了光線在顱腦多層結構中的傳播路徑。結果顯示，實驗數據與模擬預測高度吻合，且光子會優先沿着腦脊液等散射係數較低的組織傳播。

儘管當前技術尚存侷限：單次檢測需耗時30分鐘，且僅適用於淺膚色無毛髮受試者。但是，這項原理驗證性研究為下一代fNIRS系統提供了全新設計思路。

研究團隊表示，隨着技術迭代，這種穿透式光學檢測有望發展成便攜、經濟的深部腦成像方案，未來或可應用於腦卒中、腦外傷、腦腫瘤等疾病的臨牀診斷，特別是在無法使用大型影像設備的特殊場景下可發揮獨特優勢。