sao và những khác biệt đó được chuyển thành những bức ảnh bộ não đầy
màu sắc như thế nào?
Khi Poldrack đưa tôi đi thăm phòng thí nghiệm, ông đã giải thích cho tôi về
quá trình này. Máy quét MRI là một ống trụ điện từ cấu tạo bởi các dây siêu
dẫn được làm lạnh bằng khí heli. Nó áp dụng các phương trình của
Maxwell thể hiện mối quan hệ phức tạp giữa dòng điện và nam châm (thí
dụ, nước trong đập thủy điện làm quay tuốc-bin nam châm và tạo ra dòng
điện) để tạo ra một từ trường bên trong ống. Được đo bằng đơn vị Tesla (T)
(đặt theo tên nhà vật lý và sáng chế Nicola Tesla), 1 T tương đương với
20.000 lần từ trường trái đất, trong khi đa số các máy quét MRI tạo ra từ
trường từ 1,5 đến 4 T. Từ trường của MRI mạnh đến mức mọi vật thể phải
được lọc hết kim loại trước đưa vào máy quét (có người đã chết vì các vật
thể kim loại bay trong máy MRI); những người mang máy trợ tim hay mô
cấy thậm chí còn không được bước vào phòng. Chính căn phòng cũng được
bảo vệ bằng lớp thép dày và sử dụng công nghệ cách âm để hấp thu những
tiếng động rung người phát ra khi nam châm làm việc. Đây quả là một công
việc kì diệu vì lĩnh vực vật lý lý thuyết làm nền tảng cho công nghệ này
giống như một trò ảo thuật tuyệt vời vậy.
Khi một người được đặt vào trong máy MRI, một số nguyên tử trong các
mô sẽ hướng theo từ trường. Chỉ có khoảng một phần triệu số nguyên tử
chịu tác động của từ trường, nhưng vì có tới bảy tỷ tỷ nguyên tử trong cơ
thể nên sẽ có sáu triệu tỷ nguyên tử trong một khối mô 2x2x5 mi-li-mét, đủ
để chiếc máy đọc được. Các proton trong nhân tế bào sẽ tiến động như một
con quay (hay có thể gọi là lắc lư, vì trục của vòng quay quét thành một
hình nón). Tần suất tiến động của proton phụ thuộc vào cường độ của từ
trường – biến đổi theo độ dài ống nam châm – và độ dốc ở phần đầu cao
hơn một chút, khiến các proton ở đây tiến động với tần suất hơi khác biệt.
Để tạo ra một bức ảnh, năng lượng nam châm điện được truyền với tần số
sóng vô tuyến đặc biệt, kích thích các proton phản ứng tương thích với tần
số cộng hưởng do từ trường gây ra. Theo hiệu ứng, các nguyên tử hướng
