几年前，一篇论文让我们震惊。这个想法是，你可以仅通过大脑活动解码出一个人正在看什么。根据大脑活动重建的图像 - 每个图像的可见图像（左）和重建图像（右）（MindEye，从fMRI解码）这太神奇了，显示了心灵感应未来的微光。不幸的是，它需要一个MRI机器，遗憾的是不能佩戴在头上。实际上，整个心灵界面的第一个瓶颈是硬件。目前有两种极端情况：在你的头骨上钻一个洞，把电极放进你的大脑，或者通过EEG记录头外的大脑活动的模糊图像。我们一直在构建一种不需要钻孔的新型硬件，它能提供与MRI相当的大脑细节。它基于超声技术。它利用了你的血管系统和神经元之间的连接 - 当神经元发射时，更多的血液被输送到神经元。我们通过头骨发送超声波，它们会在红血球上散射。然后，我们可以形成整个大脑血流和血容量的地图。超声波通过人头传播。我们认为，一个通用的心灵界面有两个要求。第一个是它必须能够看到大部分的大脑。即使有1000个电极，最多也只能捕捉到0.001%的大脑。这对于控制光标这样狭窄的任务是很好的。但思想分布在大脑的各个地方。第二个要求是细节或分辨率。EEG和MEG等模式具有良好的视野，但捕捉到的脑活动图像模糊。这是根本性的，源于电场和磁场传播的方式，而不通过扩大到数百万个传感器来解决。神经血管超声 - 就像MRI一样 - 满足这两个要求。物理学使得在大脑上清晰记录超过一百万个独立像素成为可能，每个小于一毫米。在头骨去除的情况下在过去几年中产生了很好的结果。但挑战是在保持头骨完整的情况下做到这一点。今天，我们分享一个里程碑：用超声技术通过头骨捕捉到的活人大脑的最详细血管图像（据我们所知）。通过完整头骨成像的活人脑血管体积的重建图像。我们可以看到大血管、脑膜动脉和小动脉。这是世界上第一个通过头骨的人脑超声定位显微成像的3D图像，其分辨率在体积上比可比较的CT高100倍。我们知道，横穿颅骨微气泡成像会有许多应用超出我们正在从事的项目，因此我们将整个管道和数据集开源。中风、阿尔茨海默病、创伤性脑损伤等疾病在CT和MRI无法分辨的尺度上留下血管特征，我们预计这种分辨率的成像将能够覆盖它们。微气泡处理管道。微气泡让我们突破衍射极限。超声波通常不能分离两个距离大约波长的物体 - 任何更细的物体都会collapse成一个单一的团块。单个微气泡模糊成一个波长宽度的点，但亚像素拟合将其中心固定在远低于衍射极限的位置。诀窍在于浓度。注射气泡时稀疏到它们的团块不重叠，你可以更加精确地定位每个气泡的中心，远低于波长本身。随着气泡通过血管，我们积累数百万个这些位置，并将它们叠加成一个细节超过波长的单一图像。原始超声仅能解析几个波长宽度的团块；定位每个气泡的中心恢复它们下方的血管。气泡本身是被脂质外壳包裹的六氟化硫的口袋。它们是FDA批准的对比剂，我们在4分钟的采集过程中不断注入它们。该气体的声阻抗远离组织，因此声波在每个气泡表面上 sharply 反射 - 这增强了信号的同时也实现了超分辨率。气泡的中心在帧与帧之间链接成轨迹，3D呈现。它们的方向和速度描绘了活微血管内的血流。走向无对比度的神经血管成像。我们增强对比的结果是旅程中的一步。它们为我们提供了一个可靠的关于通过完整头骨可实现的血管细节图像的画面。真正的目标是无对比度的脑神经血管成像。两个趋势让我们有信心可以实现这一目标。第一个是硬件。超声机器的价格曾超过100,000美元，需要一整车电子设备。多亏了像Butterfly这样的公司，它们现在的价格和大小与智能手机差不多，而且还在不断改进。第二个是数据。无对比度成像更难。红细胞的散射远低于微气泡，因此信号更弱。