脑成像技术用于肠脑轴研究

脑成像又称脑扫描或神经成像，包括使用各种技术直接或间接地通过扫描成像大脑的结构、功能或药理学。它是医学、神经科学和心理学中一门相对较新的学科。在临床环境中专门从事神经影像学表现和解释的医生被称为神经放射科医生。

常用的技术有脑电图（EEG）、正电子发射断层扫描（PET）、磁共振成像（MRI）、磁共振成像（MRI）和功能性磁共振成像（fMRI）等，具有不同程度的特异性和侵袭性。脑成像分为两大类：结构成像和功能成像。结构成像主要是研究大脑结构，多用于诊断大规模颅内疾病（如肿瘤）以及损伤。功能成像主要是用于诊断更精细的代谢疾病和病变（如阿尔茨海默病），也用于神经和认知心理学研究。功能成像可以让大脑的信息处理过程直接可视化，因为大脑相关区域的活动会增加新陈代谢，并在扫描时“亮起”。

脑电图（EEG）是用来显示大脑活动在某些心理状态，如警觉或嗜睡。它有助于诊断癫痫和其他涉及大脑某些部分活动过度或缺乏的医学问题。为了准备脑电图，电极被放置在面部和头皮上。将每个电极放置在正确的位置后，可以测量每个电极的电势。根据一个人的状态（清醒、睡眠等），脑电图信号的频率和形式都不同。癫痫患者在脑电图记录上表现出明显的放电幅度增加。脑电图的缺点是，由于其他组织（如脑物质、血液和骨骼）的自然导电性，电导率（因此测量的电位）可能因人而异，也可能随时间而变化。正因为如此，有时还不清楚大脑的哪个区域在发射信号。

正电子发射断层扫描（PET）测量大脑中葡萄糖和糖的水平，通过利用大脑中的葡萄糖来显示神经元的放电位置，从而显示出大脑的过程。这是因为活跃的神经元使用葡萄糖作为燃料。作为扫描的一部分，一种附着在放射性同位素上的示踪物质被注入血液。当大脑的某些部分变得活跃时，血液（含有示踪剂）就被输送到氧气中。这就产生了可见的斑点，然后这些斑点被探测器检测出来，用于在执行特定任务时生成大脑的视频图像。然而，通过PET扫描，我们只能定位大脑活动的一般区域，而不能定位特定的位置。PET扫描成本高且具有侵入性，因此其使用受到限制。然而，它们可以用于某些形式的医学诊断，包括老年痴呆症。

核磁共振成像利用强磁场将人体组织内旋转的原子核（通常是氢质子）排列在一起，然后干扰这些原子核的旋转轴，观察原子核恢复到基线状态时产生的射频信号。磁共振成像扫描使用回波来区分灰质、白质和脑脊液。通过这个过程，核磁共振成像产生了大脑结构的图像。MRI扫描是无创性的，对健康的危害很小，可以用于婴儿和子宫，在整个发育谱中提供一致的成像模式。一个缺点是，在成像过程中，患者必须在嘈杂、狭小的空间中长时间保持静止。

功能磁共振成像（fMRI）是一系列磁共振成像技术，它通过计算机对多幅图像的自适应处理来测量大脑的结构和功能活动。一般是把相隔不到一秒钟的多幅图像组合起来，测量大脑功能。具体来说，功能磁共振成像测量的是由于神经活动变化引起的大脑信号变化。在功能磁共振成像（fMRI）中，患者可以执行精神任务，并且可以通过从大脑的一个部分到另一个部分的血流来检测行动区域，方法是在相隔不到一秒的时间内拍摄照片，并显示大脑“亮起”的位置。例如，当一个人处理视觉信息时，血液会涌向大脑的后部，也就是枕叶所在的地方。功能磁共振成像可以显示事情发生时，大脑区域如何随经验而变化，以及哪些大脑区域协同工作。它们被用来研究各种各样的心理现象，包括（但绝不限于）说谎的神经活动，演奏乐器时新手和专家之间的差异，以及我们做梦时大脑里发生的事情。

磁共振成像（MRI）和功能磁共振成像（fMRI）扫描是神经成像的形式，对心理学领域最直接有用。