磁振造影新發展 讀心兼測謊

中國時報 B4/科學周報 2008/11/02

【張翠芬/專題報導】
  幾世紀以來,腦神經科學家不斷努力,想一窺人腦奧秘。科學研究顯示,磁振造影等技術不但已運用在癲癇、腦瘤臨床的診斷治療,未來甚至能用來「測謊」,窺探別人心思,讓心底的秘密無所遁形。
  陽明大學腦科學研究所教授及腦科學研究中心主任謝仁俊在本報與中央大學舉辦「遇見科學」系列演講中,以「透視人腦的奧祕:生老病死之腦、心與意識」為主題,發表精采的演講。
  「看到」人類如何運用心智功能,一直是科學家的夢想,國內外也投注了大量心力研究腦科學。謝仁俊指出,1980年代中期,腦造影技術有了突破性發展,1991年到2000年可稱為腦研究的10年(the dec ade of the brain);甚至有學者宣稱21世紀是腦研究世紀(the c entury of the brain)。
  利用腦部磁場變化測得訊號
  過去,科學家想要了解大腦功能,必須侵入性剖開動物的腦,或是等腦傷病人死亡後解剖。現在,人類開始有能力以新的科技,研究人類大腦神經網路活性與結構,透視腦和行為心智之間的關係。其中,最大的突破就是非侵入式的腦造影技術,例如,功能性磁振造影(f unctional Magnetic Resonance Imaging;fMRI)、腦磁波(Magne toencephalography;MEG)等。
  腦造影技術如何掌握腦部活動?腦部神經元活動時需要消耗能量,功能磁振造影正是運用這項原理,利用腦部神經元活動時,區域局部血流量增加,偵測病患執行不同工作或感官刺激時的血流變化,再藉影像及統計模式,計算出腦功能區域的位置。
  另外,不同的大腦區位進行不同認知活動時,產生的電位及磁場變化,會在腦部呈現不同的強度及分布,腦磁波就是藉此量測腦部的訊號變化。
  臨床上,功能性磁振造影主要是定位大腦各種高空間解析度的功能區座標,提供神經外科手術決策重要醫學資訊,腦磁波則提供精確的腦神經毫秒時間解析度的動態訊號,兩者檢查結合,是精準偵測疾病與研究人腦功能的利器。
  透過造影圖判別話語真實性
  謝仁俊指出,過去經常有病患因為腦瘤、血管畸形或癲癇等疾病,須接受腦部手術,但術後出現行動不便、語言失能、喪失記憶等後遺症。為避免大腦受到「醫源性」的傷害,開刀前,運用功能性腦造影技術標定重要的腦功能區域,可將手術的後遺症降至最低。
  例如,癲癇肇因於腦部神經細胞不正常放電,同時有腦電位及腦磁場的變化。台北榮總引進的腦磁波儀能偵測腦磁場,能記錄、分析腦磁波,找到主要病兆區,讓許多原本無法確認放電源頭的癲癇患者,得以順利進行手術治療。
  除了臨床上的運用,科學家也開始將腦造影技術運用在其他領域,宛如科技「讀心機」。醫學界利用磁振造影技術,掃描腦部各區域活躍的程度,用來判別受測者話語的真實性,準確度比一般測謊器更高。
  謝仁俊表示,測謊器主要是偵側身體自主神經興奮時的膚電改變,及血壓、呼吸等,配合特殊安排設計的問題,推論受試者有無說謊。但仍有方法可以欺騙儀器,誤導事實。
  比起測脈膊更準確反映思想
  腦電波、腦磁波、功能性磁振造影則是記錄大腦中是否出現「衝突反應」,說謊時腦有好幾個區域較活躍,包括大腦前扣帶皮質和前額葉皮質,都與衝突抑制反應調控有關。
  人是否說謊,很難逃過腦造影科技的「法眼」,因為,大腦產生的造影圖,比脈膊、膚電反應、呼吸的快慢等訊號,更能真實反映腦中的思想;印度最近以腦電波運用在罪犯偵測,並獲法庭採認。
  或許有朝一日,造影科技將成為最流行的測謊器─「讀心機」可大量運用在不同領域,包括:結婚前,檢測兩人是否真誠相愛、刑事犯罪的破案指引…,甚至成為投資的熱門商品。在新方法新科技的突破下,人類腦功能研究將進入什麼樣的新紀元,令人期待!