快速清晰呈現大腦神經網絡及腦病變診斷重大突破---醫學院曾文毅副教授發表磁振造影新技術

追求卓越、關懷社會，本學期研究成果發表會系列（5）「磁振造影新技術--快速清晰呈現大腦神經網絡腦病變診斷的重要大突破」發表會於上週6月7日舉行，陳校長指出，曾教授於五年前自美返國至今，致力於磁振造影技術之研發與應用，曾連續三年榮獲中華民國放射醫學會之徐鈞論文獎，這項研究不但對診斷腦部疾病將有重大貢獻，同時，對於探索人腦之謎顯然深具潛力。由於腦部疾病歷年來都高居我國十大死因的前兩名，但傳統的診斷技術只能顯示大腦巨觀的結構，難以呈現在顯微鏡底下才能觀察到的神經元軸突所構成的神經網絡。曾文毅教授發表的「磁振造影」（Magnetic Resonance Imaging, MRI）新技術，可清楚地看出大腦神經纖維束受損的情況，有助於腦病變治療計劃之擬定以及療效之評估。不但突破傳統技術瓶頸，並將開啟研究大腦之謎的新領域。

這項重大的研究突破，是近兩年來由曾文毅教授主持的台大研究團隊，與美國哈佛醫學院合作，所研發出的新技術，稱為「水分子擴散頻譜造影」（Diffusion Spectrum Imaging）。此技術最大的優點，在於突破傳統技術只能分析大腦巨觀結構的瓶頸，而能準確地分析相互交錯之神經纖維束走向。曾教授率先驗證此技術之準確度，並在去年發表於國際著名期刊NeuroImage上。

曾教授指出，以往這項技術需要兩天的掃瞄時間，其研究團隊目前突破掃瞄時間過長之瓶頸，將此技術成功轉移到臨床應用上。在先進的儀器協助下，可以在半小時內即從受試者大腦同時獲得神經元功能以及神經網絡相互聯結之圖像。曾教授此項研究成果已於今年五月在國際醫用磁振年會上發表。

曾教授強調，此技術對大腦神經功能聯結之研究，以及相關疾病之探討深具潛力。例如中風、腫瘤或發炎病灶常侵犯大腦白質（即腦神經網絡），造成患者運動或知覺功能失常。此新技術將可清楚地看出大腦神經纖維束受損的情況，因此，有助於治療計劃之擬定以及療效之評估。這項研究獲得教育部學術追求卓越計劃之補助，並於前年獲得教育部和台大醫院的共同資助下，購置一部造價達數千萬元的先進的磁振造影儀。

大腦就像一部龐大的平行處理系統，曾教授進一步解釋，有成千上萬個處理器同時在執行不同的功能。這些處理器彼此之間的聯繫則是靠複雜的神經網絡穿梭於其間來完成。大腦之處理器是由神經元細胞所構成，而網絡則是由神經元軸突所組成。以往分析這些神經網絡結構，必需經過開刀手術，才能由組織切片及特殊染色觀察到。而此種磁振造影新技術，是一種非侵襲性的造影技術，不會因為檢查而造成對腦部的再次傷害。

曾教授並說明，這五年來，各國科學家們極力競爭此磁振造影技術的研究，來呈現大腦神經網絡結構。可是目前大部份的技術只能正確地呈現單一方向的神經束，在神經彼此交錯的地方，則完全失去準確度。曾教授的研究團隊則己開發出超前的研究成果，因為他們已發展出具有分辨這些交錯的神經纖維術的技術，目前已可以清晰地看出大腦內部70%左右的腦神經網絡構造。

曾教授強調，除了診斷腦部疾病之外，此種功能性磁振造影技術從此必將成為研究認知心理、神經科學及精神醫學之利器，可以用來探討大腦如何執行記憶、判斷、情緒、語言、感覺、動作等功能。其最重要的貢獻在於，以往的技術只能看到神經元之功能，但藉由此新技術則可以看到神經網絡聯結之情形，因此，對於全盤瞭解大腦結構和功能深具潛力。目前曾教授正結合台大校內腦神經研究團隊、精神分裂研究團隊以及心理系之認知科學團隊進行腦功能與神經聯結之研究，探討大腦功能表現與其神經結構之間的關係。