一种结合直立式PET扫描、增强现实（AR）头戴设备和动作追踪的尖端脑成像平台使研究人员能够以更自然和动态的方式研究大脑功能。这项新技术——称为“运动追踪沉浸式功能性PET”（Motion-tracked Immersive functional PET，简称MIf-PET）——于2025年核医学与分子影像学会年会上发布，允许参与者在扫描期间保持直立姿势并与沉浸式任务互动。这种方法提供了更为真实的大脑活动视图，并有望实现对阿尔茨海默病和帕金森病等认知障碍的更早、更准确的检测。
摘要已发表在《核医学杂志》（Journal of Nuclear Medicine）上。
人类通常以直立姿势与世界互动并感知环境，这种状态与交感神经系统活动的增加有关，在执行任务时具有优势。然而，大多数神经科学研究依赖于受试者平躺不动的功能性神经影像技术，这限制了大脑活动测量的生态效度。
Weill Cornell Medicine（威尔康奈尔医学院，位于纽约州纽约市）的研究助理Zipai Wang表示：“为了克服这一局限，我和同事们开发了MIf-PET系统。该系统旨在评估直立姿势下的大脑行为和功能，使基于任务的神经影像能够在不受头部固定限制的情况下以更自然的姿势进行。”
研究测试了两种类型的任务以测量大脑活动：一种是反扫视任务，用于评估眼球运动控制；另一种是“面孔异常刺激”任务，旨在观察大脑如何对熟悉或意外的面孔做出反应。受试者通过AR头戴设备观看标准、目标和新颖面孔的混合图像，同时收集眼动追踪数据，并同步进行功能性PET成像以捕获详细的大脑活动。
对瞳孔大小和眨眼模式的时间序列分析显示，这些变化与任务密切相关。无论是新颖面孔还是目标面孔都会引发瞳孔扩张，而目标面孔的呈现引发了最显著的反应。这种高度反应反映了由新颖面孔引起的认知负荷和注意力参与的增加。
Wang表示：“这种新方法特别适用于研究大脑如何支持思维、注意力和记忆。它聚焦于脑干深处一个虽小但关键的区域——蓝斑（locus coeruleus，LC）。蓝斑对于维持警觉至关重要，但传统成像方法难以对其进行可视化。由于蓝斑调节瞳孔大小，因此可以通过眼动追踪来推断其活动。”
Weill Cornell Medicine的放射学电气工程副教授兼项目首席研究员Amirhossein Goldan博士补充道：“通过将高分辨率脑成像与眼动追踪及沉浸式的直立认知任务相结合，MIf-PET系统为这一关键脑区及其在认知障碍中的作用提供了更直接和动态的视图。”
该技术目前正在美国国立卫生研究院下属的国家老龄化研究所（National Institute on Aging）的资助下开发。研究人员正在构建直立式PET扫描仪，并利用健康志愿者以及早期阿尔茨海默病和帕金森病患者测试该系统。首个原型预计将于2027年准备好用于人体成像。
更多信息： Zipai Wang等人，《整合fPET成像与基于AR的眼动追踪：一种用于脑功能评估的新平台》，《核医学杂志》（2025）。snmmi.org/AM/AM/Home.aspx
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