现代医学成像技术的进步与物理学基本原理的发现和发展密切相关，脑磁图等相关技术在脑科学研究与临床应用方面具有广阔的应用前景，为世界科学界所重视。2022年12月1日，北京大学物理学院高家红教授做客才斋讲堂，主讲才斋讲堂第238讲，简要介绍了当前常用医学成像方法的技术特点和优势，重点介绍了目前国际上迅猛发展的以功能磁共振成像和原子磁力计脑磁图为代表的前沿脑成像技术的物理原理和研发现状以及其在脑科学和临床医学中的应用。

　　线上讲座现场

　　高家红教授从物理学与医学成像技术发展的关系说起。从X射线到CT技术的诞生，再到磁共振（MRI）技术到脑电（EEG）和磁图（MEG）等，医学成像技术的发展都以物理学的发现和突破为基础。其中，虞福春等北大人在核磁共振的早期工作也为医学成像技术的发展做出了重要贡献。各种医学脑成像技术有着不同的适用场景，如可以使用CT或磁共振来对解剖结构进行成像，用脑电和磁图对电磁活动进行成像等。

　　谈到目前医学影像技术的发展以及在医学领域应用的现状，高家红教授认为，磁共振等成像技术在结构性变化的疾病的临床诊断中已经发挥了巨大作用，但脑影像技术在功能性变化的疾病的临床诊断上尚未发挥其作用和潜力。目前脑功能成像的前沿技术主要为两个方面，即高场磁共振和脑磁图。前沿7T磁共振能够实现亚毫米级的介观成像，而前沿的OPM脑磁图也成功实现了毫秒级的全脑成像。　

　　高家红教授认为，人类生活在一个充满磁场的世界中，从动物迁徙到航天科技，生活中的很多场景都在利用磁场。他简要介绍了脑磁信号产生的生理基础和人脑α波的发现，梳理了传统超导脑磁技术以及脑磁图技术的发展历程。相比于传统超导脑磁图系统造价昂贵、信号微弱的缺陷，基于原子磁力计技术的新一代脑磁图技术具有高灵敏度、高信号强度、高灵活度等优越性。随后，高家红教授介绍原子磁力计的发展历程、探测原理和国内外的发展现状，并对北京大学在新型脑磁图领域的研制进展进行了介绍和展望。　

　　讲座最后，高家红教授与同学们就当前脑磁图的研制面临的挑战、以及脑机接口是否可以进行反向脑磁编码、相关的科学伦理等问题进行了亲切交流与解答。讲座在热烈地氛围中圆满结束。

撰稿：雷东明

供图：曹牧楚