扩散磁共振成像／纤维束成像

扩散磁共振成像是一种利用普通脑部扫描仪来观察水分子如何在活体脑组织内部漂移的方法——无需手术、不打造影剂、也没有辐射。水分子从不会完全静止，它们时刻在各个方向上抖动、游走，这种运动称为扩散。其中的关键在于：这种游走并非处处同样自由。大脑的远距离连线由轴突构成——那是一根根细细的、像电缆一样的纤维，常常成束捆扎并裹着一层富含脂肪的绝缘鞘——水分子能沿着这些纤维的长轴轻松滑动，却很难横向穿出纤维之外。通过测量在每一小块组织中水分子朝哪些方向移动得最自由，扫描仪就能推断出该处纤维的走向。

纤维束成像是接下来的一步：计算机把所有这些指向各方的小箭头拼接起来，像顺流而下追踪一条河流那样，从一小块组织跟随水流走向下一小块，从而重建出连接不同脑区的长程通路——也就是白质纤维束。最终得到的，是活人脑内连线的一张彩色三维地图，可用于研究各脑区如何相互连接、在神经外科手术中规划如何避开重要纤维束，以及在中风或多发性硬化等病症中发现损伤。需要牢记的是：这张地图是一种推断，而非照片：纤维束成像是从水分子运动的线索中估算出可能的纤维路径，在许多纤维交叉之处容易被误导，因此那些漂亮的纤维曲线应当谨慎解读。