大腦是一個複雜的器官，由外層皮層(灰質,細胞本體)跟內部的白質(神經連接)所組合，以往腦所做研究很大一部分是研究腦的皮層，觀察研究各種腦波與腦的活動，了解哪部分的腦區所掌管的工作工跟功能，但是對於神經相互間的連接，也就是白質的結構，所知甚少。近一兩年的影像技術開始可以讓人看清楚腦裡面的神經是如何連接，所利用的技術是用核磁共振造影(MRI)來觀測水分子在白質區域內的擴散行為，稱做Diffusion Tensor Imagin(DTI)。主要的原理是水分子的擴散會改變水分子在磁場下的排列整齊度，進而減弱收到MRI的訊號，所以只要加上不同的磁場激發設計，就可以找出水分子在不同方向的擴散能力的不同，如此一來，如果水是存在神經纖維裡，裡面的水因為細胞膜的局限會有特定的方向容易擴散，所以就可以利用這種方式把水的擴散能力資訊轉成神經纖維的空間連結資訊。下面的影片介紹了目前能達到的效果，影片中在腦瘤周圍的神經纖為都可以被清楚的看出。這樣的技術一方面可以擴展對大腦的了解，一方面也可以在神經外科手術或是神經修復治療上提供更完整的資訊，讓醫生們擁有正確的地圖去完成對腦的手術或治療!
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