最新一期的「自然」（Nature）雜誌報導，英國諾丁罕大學「物理與天文學院」的學者Elena Boto等人，成功將腦磁圖掃描器小型化，研發出可穿戴式的腦磁圖掃描頭盔，大幅降低了量測的難度，並且拓展了腦磁圖的應用範圍。

 

過去數十年來，要量測極微小的磁場變化，靠的都是「超導量子干涉儀」（Superconducting QUantum Interference Device，SQUID），但是這種儀器必須泡在液態氦的極低溫（絕對溫度4K，或是攝氏-269度）下運作，因此必定附帶了一個冷卻系統，導致儀器十分巨大笨重，動輒數百公斤，而且受測者必須盡量保持靜止，才能量到較準確的結果。

 

本研究應用由普林斯頓物理系與華盛頓大學物理系所開發，稱為SERF（spin exchange relaxation-free）的技術，可以在常溫下量測到 femto-Tesla（10^-15 T，大約是地球磁場的一百億分之一）等級的微弱磁場變化，可以用來測量大腦內神經細胞的電生理活動所產生的磁場。

 

由於不需要冷卻系統，這個裝置的尺寸可以大幅縮小，製造成頭盔形式的穿戴式裝置，由於頭盔與受測者頭部高度密合，因此也不需要受測者保持不動，大幅增加了腦磁圖測量的便利性與應用範圍，例如幼兒、動物過去因為無法接受指令保持靜止而無法測量，皆可採用此腦磁圖掃描頭盔。

 

開發過程中遇到的一個很大的困難，是因為允許受測者移動，所以必須時時修正地磁的影響，需要進行非常複雜的電磁學計算，研究團隊成功克服了這個問題，未來此裝置將應用於癲癇、自閉症等腦部疾病相關研究。

 

 

新聞：https://www.nature.com/nature/videoarchive/brainwaves/index.html

論文全文：https://www.nature.com/articles/nature26147