最近，来自丹麦科技大学(DTU)、哥本哈根大学、哥本哈根大学医院、索邦大学和莱比锡大学的科学家们找到了一种无需接触或使用插入针头探针就能测量脑组织信号的方法。他们是通过测量神经细胞在通信时产生的微弱磁场来实现这一点的。在此过程中，他们利用了磁场穿过细胞组织时不会发生变化的这一事实。

DTU物理系副教授Alexander Huck表示：“总的来说，我们的想法是，感应磁场最终是非侵入性的。您不需要插入电极或探针，也不需要对要分析的组织进行染色。因为人可以接收到感应磁场，所以无需在系统中插入物理传感器或以其他方式对其进行修改，我们就能获得有关活动的信息。”

从根本上讲，测量人体感应磁场并不是什么新鲜事，但它通常需要笨重的特殊设备，而且需要将这些设备进行低温冷却。因此，传统方法并不适合测量小型活体组织样本，更不用说人脑组织了。

在这个项目中，科学家团队利用了合成金刚石晶体中的微小且是被有意制造的缺陷。这些缺陷被称为色心，或者在技术上被称为氮空位色心或NV色心。NV色心一词是源于这样一个事实：在金刚石中，一个碳原子被一个氮原子取代会形成一个空位(即没有原子存在的位置)。这使得色心可以吸收光线，并在释放能量时发出光线。

Alexander Huck解释说：“这些NV色心还有一个有效的未配对电子，该电子具有自旋态，如果存在磁场，该电子的自旋就会围绕磁场振荡。因此，如果磁场增大或减小，它就会振荡得更快或更慢一些，而我们可以通过NV色心的光发射来测量这些变化。”

他们的实验装置如下：在一个厘米级别的室中，一片脑组织切片被放置在铝箔绝缘层上。金刚石被镶嵌在腔室底部绝缘层下面的一个孔中。然后会将绿色激光束和微波天线对准金刚石的色心，并记录由金刚石发出的光。当科学家刺激组织中的神经元时，这些神经元会发射电信号，他们就可以测量出由色心发出的光的亮度变化。

在实验中，科学家们可以区分来自不同类型的神经细胞的信号。他们使用了一种成熟的技术，即接触组织并直接测量电流，以此来验证他们的测量结果。他们还演示了如何通过使用能阻断神经细胞中特定通道的药物来人为地改变组织中神经元的活动。

Alexander Huck总结道：“最终，我们的想法是，当你觉得病人患有某种神经衰退性疾病时，你可以使用从我们的实验中得出的方法来准确诊断病情。”但他强调，要做到这一点，研究者们还需要做大量的工作。

他说：“如果我们将我们的技术与当今使用的其他已有几十年历史的方法进行比较，那些方法仍然比我们现在所能做的要好。我们还处于早期阶段，要将这种技术应用到临床环境前，还有很多工作要做。对NV色心进行研究以及探索其最适合应用在哪些领域，仍处于早期阶段，而且这是一个新兴领域。”（编译:Tmac）