磁共振成像 (MRI) 是我们可视化X射线难以成像的柔软、水样组织的方式。但是，尽管MRI提供了足够好的分辨率来发现脑肿瘤，但它需要更清晰地显示大脑中揭示其组织的微观细节。

由杜克大学体内显微镜中心与田纳西大学健康科学中心、宾夕法尼亚大学、匹兹堡大学和印第安纳大学领导的一项研究中，提高了核磁共振成像的分辨率，从而获得了有史以来最清晰的小鼠大脑图像。

新图像的单个体素，只有5微米。这比临床MRI体素小6400万倍。

尽管目前这项研究是在小鼠身上进行的，但经过改进的MRI提供了一种重要的新方法，可以以破纪录的分辨率可视化整个大脑的连通性。研究人员表示，从小鼠成像中获得的新见解将反过来更好地了解人类的状况，例如大脑如何随着年龄、饮食甚至阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病而变化。

这篇论文的主要作者、杜克大学放射学、物理学和生物医学工程杰出教授G.Allan Johnson博士说：“这真的很有帮助。我们可以开始以完全不同的方式看待神经退行性疾病”。

该研究成果于4月17日发表在《美国国家科学院院刊》上，是杜克体内显微镜中心近40年研究的成果。

一些关键成分包括一个非常强大的磁铁（大多数临床核磁共振成像都依赖于1.5到3特斯拉的磁铁，该团队使用9.4特斯拉的磁铁），一组比临床核磁共振强100倍的特殊梯度线圈，以及一台相当于近800台笔记本电脑的高性能计算机，所有这些在为一个大脑进行成像。

在Johnson和他的团队扫描完成后，使用一种称为光片显微镜的不同技术进行成像。这种互补技术使他们能够标记大脑中特定的细胞群，例如多巴胺释放细胞，以观察帕金森病的进展。

然后，该团队将光片图片映射到原始MRI扫描上，这些图片可以高度准确地观察脑细胞，这在解剖学上更加准确，并提供了整个大脑中细胞和回路的生动视图。

通过这种组合的全脑数据图像，研究人员现在可以以前所未有的方式窥探大脑的微观奥秘。

一组MRI图像显示了全脑连接如何随着小鼠年龄的增长而变化，以及特定区域（如记忆相关的下托）如何比小鼠大脑的其他部分发生更大的变化。

另一组图像展示了一组彩虹色的大脑连接，突出了阿尔茨海默病小鼠模型中神经网络的显著恶化。

希望通过使核磁共振成像成为一种更高功率的显微镜，Johnson和其他人能够更好地理解人类疾病的小鼠模型，如亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病和其他疾病。

Johnson说：“国家老龄化研究所支持的研究发现，适度的饮食和药物干预可以使动物的寿命延长25%。但问题是，在延长的寿命中，他们的大脑是否仍然完好无损？他们还能做填字游戏吗？我们现在有能力研究它。”