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我们对大脑的理解和评估大脑健康的能力在很大程度上依赖于磁共振成像 (MRI) 和量子技术，这些技术依赖于物质或辐射的量子特性，如核自旋、纠缠或单个量子的检测。这些技术正在经历资金和研究的复兴，并导致了近年来一些非常令人兴奋的发展，例如，仅根据大脑活动和 fMRI 数据重建图像、视频 [1、2] 和整个句子的语义 [3]。本观点的目的是简要概述一些量子技术，这些技术可能会对这些读脑方法的可穿戴性、精度和成本等产生影响。磁共振成像 (MRI) 是一种非侵入性方法，它依赖于量子效应，带电粒子可以自旋，从而与外部磁场相互作用，提供有关自旋和我们正在探测的物质的构象的信息。一种称为功能性磁共振成像 (fMRI) 的磁共振成像技术通过检测脑内血流的微小变化来测量脑活动，现在可以实现亚毫米级的分辨率，尽管通常存在 5 到 10 秒的时间延迟，这是因为它测量的是血氧水平依赖性 (BOLD) 信号。另一种称为脑磁图 (MEG) 的非侵入性技术则测量细胞水平上随时间变化的电压信号产生的磁场。这里使用的量子技术不在于信号本身的物理特性，而在于检测，这通常是使用超导量子干涉装置 (SQUID) 的极高灵敏度来实现的。与 fMRI 相比，MEG 的空间分辨率较低，为 3 毫米量级，但没有 BOLD 时间延迟。显然，使用 fMRI 和 MEG 对脑部进行更精细的成像可以更深入地了解脑部的运作方式。然而，fMRI 的成本相对较高，严重限制了其普及性，实验范围也受到限制，因为躺在 MRI 扫描仪中并不是动物或人类操作的“自然”环境。基于 SQUID 的 MEG 可穿戴性略高，但仍然很昂贵，主要是因为实验需要放在特殊的房间内，以保护仪器不受干扰。
脑成像量子技术的未来
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