在腦科學研究領域，一項顛覆性的技術突破正在重塑我們對大腦功能的認知方式。一款集成直立式PET掃描、增強現(xiàn)實（AR）頭戴設備與運動追蹤技術的尖端腦成像平臺——運動追蹤沉浸式功能性PET（MIf-PET）系統(tǒng)，于2025年核醫(yī)學與分子成像學會年會上驚艷亮相。

該系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)腦成像技術的局限，使研究人員得以采用更自然、更動態(tài)的方式探究腦功能，為認知障礙疾病的早期診斷帶來新的曙光。?

人類與生俱來以直立姿態(tài)感知和互動世界，這種姿態(tài)與交感神經系統(tǒng)活躍度的提升緊密相連，在執(zhí)行任務時賦予我們獨特優(yōu)勢。然而，長期以來，絕大多數(shù)神經科學研究都依賴受試者在仰臥靜止狀態(tài)下開展功能性神經成像，這使得腦活動測量的生態(tài)效度大打折扣，難以真實反映大腦在自然情境下的工作模式。?

“為攻克這一難題，我與團隊成員共同研發(fā)了MIf-PET系統(tǒng)。它致力于評估直立姿勢下的大腦行為與功能，支持以更自然的姿態(tài)開展基于任務的神經成像，同時擺脫頭部固定的束縛?！奔~約威爾康奈爾醫(yī)學院研究員ZipaiWang博士闡釋道。?

研究團隊利用MIf-PET系統(tǒng)精心設計了兩項測試任務，深入探索大腦活動機制。其中，反掃視任務聚焦眼動控制能力評估，而“面部異?！比蝿談t用于觀察大腦對熟悉面孔與陌生面孔的響應差異。在實驗過程中，參與者通過AR頭顯觀看標準面孔、目標面孔和陌生面孔，頭顯實時收集精準的眼動數(shù)據。與此同時，功能性PET成像技術同步啟動，以高分辨率捕捉大腦活動的每一處細微變化，構建出詳盡的大腦功能圖譜。?

對瞳孔大小和眨眼模式隨時間變化的深度分析，揭示出顯著的任務相關性變化規(guī)律。無論是新面孔還是目標面孔，都會引發(fā)瞳孔擴張反應，尤其是在呈現(xiàn)目標面孔時，這種生理反應更為強烈。這一現(xiàn)象表明，新面孔的出現(xiàn)會帶來認知負荷的增加，促使大腦投入更多注意力資源進行處理。?

“這項創(chuàng)新技術在研究大腦如何支撐思考、注意力和記憶力方面具有獨特價值?！蓖踅淌谶M一步指出，“它將研究焦點對準腦干深處的藍斑（LC）區(qū)域。藍斑雖體積微小，卻是維持警覺性的關鍵所在，但受限于傳統(tǒng)成像技術的分辨率，一直難以實現(xiàn)清晰可視化。而藍斑能夠調節(jié)瞳孔大小，我們便可以借助眼動追蹤技術間接推斷其活動狀態(tài)?！?

作為項目首席研究員，紐約威爾康奈爾醫(yī)學院放射學電子工程副教授AmirhosseinGoldan博士補充道：“MIf-PET系統(tǒng)創(chuàng)新性地融合高分辨率腦成像、眼動追蹤和沉浸式直立認知任務，為我們提供了一個更為直觀、動態(tài)的視角，得以深入研究藍斑這一關鍵腦區(qū)及其在認知障礙疾病發(fā)展過程中的作用機制?！?

目前，MIf-PET技術在國家老齡化研究所（NIA）的資助下，正緊鑼密鼓地推進研發(fā)進程。研究人員全力投入直立式PET掃描儀的構建工作，并在健康志愿者以及早期阿爾茨海默病、帕金森病患者群體中開展系統(tǒng)測試。按照研發(fā)規(guī)劃，首臺原型機預計將于2027年正式投入人體成像應用，屆時有望開啟認知障礙疾病早期診斷與研究的新篇章。