光明网讯（记者肖春芳）“核磁共振成像能帮助我们看清大脑里面有没有病变，血管有没有堵塞。同时，它也被称为是脑科学研究的‘核武器’。但别担心，它可是不会产生电离辐射的。”

10月24日，由中国科学院科技创新发展中心、北京怀柔科学城管理委员会联合主办，中国科学院生物物理研究所支持的“同一堂课——解码国之重器”系列公开课第四课，在北京第二实验小学（怀柔分校）精彩开讲。本次公开课聚焦脑科学与医学成像前沿，中国科学院生物物理研究所认知科学与心理健康全国重点实验室副研究员王波，以“脑科学家的‘哈勃空间望远镜’——核磁共振成像”为主题，带领现场师生及线上观众解码核磁共振成像（MRI），揭开其如何像哈勃望远镜探索宇宙般，助力人类洞悉大脑深处的奥秘。

趣味互动开场 感受大脑“奇妙bug”

“想到柠檬会流口水，这是为什么？”“为什么会感到高兴和悲伤？”“为什么会遗忘？”……

开讲伊始，王波便以生活中常见的脑科学现象提问，迅速勾起现场师生的好奇心。随后，他带领大家开展了两场趣味互动实验：先是通过遮挡画面中积木交界部分，让师生们直观感受“视觉错觉”——当遮挡物移除时，屏幕上原本完全一样的两块积木，竟然在眼前呈现出截然不同的颜色和亮度。随后的“Stroop效应”小游戏更是让现场气氛达到高潮，当屏幕上出现红笔写的“绿”字、蓝笔写的“红”字时，师生们在大声报告书写颜色的过程中，纷纷感觉“舌头像拴了绳”，不由自主地被文字本身的读音所干扰。

“这些可不是‘智商测试’，而是反映了大脑工作的独特过程。”王波笑着解释。正是这些看似“矛盾”的现象，驱使科学家渴望利用能“看见”大脑内部信息的工具，探究其背后的科学奥秘。而位于怀柔科学城的大国重器——多模态跨尺度生物医学成像设施里就有这样一把“万能钥匙”——核磁共振成像设备。

拆解MRI原理 揭秘“安全透视”的科学密码

“我们身体里最多的物质是什么？”“水分子由什么构成？”……在一连串贴近生活的问题中，王波逐步拆解核磁共振成像的核心原理。他介绍，成年人体约65%的重量来自水，而水分子中的氢质子，正是MRI技术的“信号源”——MRI设备如同“超级大磁铁”，能让人体内原本“杂乱旋转”的氢质子整齐排列，再通过特定无线电波激发质子“共振”；当电波停止后，质子恢复原位时会发出“回声”，这些携带身体信息的“回声”被仪器捕捉后，经计算机处理就能生成清晰的人体内部图像。

“大家最关心的安全问题，完全可以放心！”王波特别强调，MRI利用的是磁场与氢质子的相互作用成像，不会产生电离辐射，是真正的“安全无创成像技术”。不过，他也提醒，由于MRI设备磁场强度极高（可达日常磁铁的100倍以上），体内有心脏起搏器、金属植入物，或携带电子设备、金属物品的人，不能靠近设备，这是使用该设备特别需要注意的安全事项。

为了让抽象原理更易理解，王波引入“哈勃空间望远镜”作类比：哈勃望远镜能突破地球大气层限制，捕捉宇宙深处的清晰影像；MRI则能穿透颅骨，让医生“看见”大脑内部的细微结构，甚至分辨直径不足0.1mm的小血管，二者都是人类探索未知的“超级工具”。

解读技术优势 展现脑科学领域的中国力量

“X光片像‘把立体身体压成平面画’，而MRI能提供三维立体图像！”课堂上，王波通过对比传统成像技术，让观众更直观感受MRI的独特优势。他介绍，普通MRI可清晰呈现大脑结构，帮助医生排查病变；功能MRI（fMRI）则能通过检测血氧变化，“捕捉”大脑活动——比如人在运动手指、思考问题时，大脑对应功能区的血氧会升高，功能MRI能精准定位这些区域，为脑科学研究与临床治疗提供关键支撑。

在临床应用方面，王波以开颅手术为例：术前通过功能MRI绘制大脑“功能地图”，标记出管运动、语言的重要区域，外科医生就能在切除病灶时精准避开这些区域，最大程度提高患者术后的生活质量。这一技术成果，正是以赵继宗院士团队为代表的中国科研人员，在医学与脑科学交叉领域的重要突破。

2002年，中国科学院、科技部、卫生部联合共建国内首个专用于科研的磁共振脑成像中心，陈霖院士团队作为“探路者”，率先开展功能磁共振研究；如今，怀柔科学城的多模态跨尺度生物医学成像设施中，已配备包括7特斯拉强磁场MRI在内的多台先进设备，为脑科学研究提供了世界一流的平台支撑。

课程尾声的互动提问环节，现场学生们踊跃举手，问题涵盖MRI技术应用、安全注意事项等多个方面。王波耐心解答每一个问题，并鼓励大家：“大脑是人体最复杂的‘小宇宙’，还有很多奥秘等待探索，希望同学们能热爱生命科学，未来有机会一起不懈地探索大脑的奥秘。”

据悉，“同一堂课——解码国之重器”系列公开课由中国科学院科技创新发展中心、北京怀柔科学城管理委员会联合装置所在单位共同开发，紧扣怀柔科学城大科学装置特色，今年9月至12月，将陆续推出十场公开课，聚焦“寰”、高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、多模态跨尺度生物医学成像设施、空间环境地基综合监测网（子午工程二期）这五大“国之重器”，构建“一堂课解码一个装置、一系列课读懂科学城”的体系化科普格局。