依托“十四五”国家重点研发计划课题《针对脑功能区定位和脑疾病诊疗的新型无液氦脑磁图系统的临床有效性研究》（课题号：2022YFC2403905），我们围绕脑功能区精准定位，系统开展了三方面工作：1.OPM-MEG与功能磁共振成像（fMRI）的运动功能定位对比；2.OPM-MEG辅助脑肿瘤手术中的运动功能保护效果评估；3.OPM-MEG在高级脑功能中的探索。

我们共纳入5名健康志愿者和7名脑肿瘤患者，在其中3例脑肿瘤患者中，进一步结合术中电生理刺激这一“金标准”进行验证，以评估两种成像方式的定位准确度。采用的运动范式较为简明，分别为“食指外展”和“脚踝旋转”，便于在临床与术中环境中实施与对比。

从图论分析来看，OPM-MEG簇内距离更小、簇间距离更小、主簇占比更高、聚类簇数更少。这些结果说明，OPM-MEG获取的脑功能信号更为集中，泛化干扰更少。基于此，未来在数据处理和功能区识别中，有望减少对人工判读的依赖，实现近似“所见即所得”的自动化、精准定位。

在解剖学定位方面，在术中电生理刺激验证的三例患者中，第一例两种技术结果基本一致；第二例中，OPM-MEG成功定位并激活了手和下臂功能区，而fMRI仅识别出下臂区域，显示出OPM-MEG的优势；第三例则进一步突显脑磁图的显著优势，表明OPM-MEG在实际临床应用中具有更高的准确性与实用性。

我们开展了OPM-MEG辅助脑肿瘤手术运动功能保护的临床研究，共纳入33例邻近初级运动功能区的脑肿瘤患者，术前基于OPM-MEG结果制定手术方案。术中刺激MEG定位点，诱发MEP阳性率达90%；术后85%患者出院时肌力恢复≥3级，远期随访有4例肌力进一步恢复，整体神经功能保护效果良好。

本例39岁男性患者，肿瘤位于左额顶，进展迅速。OPM-MEG定位显示手功能区位于双病灶之间，术中切除前未诱发MEP，切除后可引出手部MEP信号。术后MRI显示肿瘤全切，患者四肢肌力5级，病理为胶质母细胞瘤，证明OPM-MEG有助于在功能保护前提下实现最大程度切除。

我们近期的工作重点不仅聚焦于皮层功能保护，也进一步拓展至皮质脊髓束等深部传导结构的术前定位与保护。本例34岁女性患者，肿瘤位于左额顶，紧邻运动皮层及皮质脊髓束。术前通过OPM-MEG与弥散张量成像（DTI）联合定位，精准规划手术入路与切口，术中验证术区无功能区分布，术后皮层下刺激成功引出上下肢MEP信号。肿瘤实现全切，术后两月右侧肢体肌力显著恢复，显示该联合技术在深部肿瘤切除与运动功能保护中的重要指导价值。

在第三部分研究中，我们将OPM-MEG应用于大脑高级功能的保护尝试，重点关注语言功能。由于fMRI时间分辨率较低，而OPM-MEG具备毫秒级时间分辨率，能够清晰呈现语言理解与编码过程中瞬时神经活动。本研究采用动词联想范式，对62例脑肿瘤患者进行语言功能检测。结果显示，术后76%的患者在出院时无失语，绝大多数其余患者在术后3个月内也实现了语言功能的良好恢复，提示OPM-MEG在语言功能区识别和保护方面具有良好的应用前景。

该病例为一位29岁女性，长期从事中英文相关的专业工作，语言能力对其职业生涯至关重要。患者主诉为突发性顽固失眠4周，术前行中英双语语言区OPM-MEG定位，结果显示功能区均位于肿瘤对侧（右侧），而fMRI结果信号分散、对称性高，部分激活点邻近病灶。OPM-MEG定位与手术效果高度一致，术后患者中英双语功能完好，验证了脑磁图定位的准确性。术后复查OPM-MEG发现激活区范围较术前扩大，提示右侧语言网络可能在手术后承担了更多功能，反映出潜在的功能重构或代偿机制。该病例充分体现了OPM-MEG在语言区精准定位及术中决策中的关键价值。

本例中，fMRI显示语言区位于肿瘤外，OPM-MEG则捕捉到左额运动性语言区部分激活位于肿瘤内。术后虽实现全切，患者出现轻度运动性失语，表现为言语不流利、偶有寻词困难，约3～4周后逐渐恢复，提示OPM-MEG更敏感地识别术后语言功能风险区域。

认知障碍是胶质瘤患者中普遍存在的问题，而工作记忆作为认知系统中的核心组成部分，在认知评估中占据关键地位，对判断患者的功能状态与预后具有重要意义。研究共纳入55例患者进行OPM-MEG检测，结果显示其短期图形与词语记忆量表评分显著下降，提示脑磁图可辅助揭示肿瘤相关认知损害的机制与特征。

我们采用了“百家姓”作为工作记忆任务的核心材料，设计记忆—保持—回忆的认知范式工作记忆任务范式包括静息、记忆、保持和回忆四阶段。OPM-MEG记录显示，记忆与回忆阶段表现为波段去同步化，保持阶段则呈同步化，成功揭示了不同记忆过程中的神经振荡特征，为认知机制研究提供新工具。

此外，胶质瘤患者在工作记忆任务中，delta至alpha频段的全脑平均激活能量明显低于健康对照，这些频段的能量水平与认知量表评分呈显著正相关。

编码阶段，胶质瘤患者在右侧额叶、颞叶及海马等经典视觉工作记忆相关脑区的beta频段能量显著低于健康对照，且激活强度与工作记忆量表评分密切相关，提示OPM-MEG可精准反映认知脑区功能变化，具有临床评估价值。在工作记忆任务中，维持阶段的theta频段及回忆阶段的alpha频段能量在健康人与胶质瘤患者间存在显著差异。健康组表现出更强的同步化脑区激活，提示OPM-MEG可敏感捕捉认知过程中能量分布异常，反映肿瘤对记忆维持与提取功能的影响。

我们进一步对脑网络连接进行了分析，结果显示胶质瘤患者在beta频段高连接脑网络中表现出特征路径长度显著增加，提示信息传输效率下降。该指标与短时图形记忆评分呈负相关，效率越高记忆表现越佳。分时段分析显示，这一网络差异主要发生在工作记忆的维持阶段。

我们在一位特殊的患者身上开展了音乐功能区的术前定位研究。该患者为一位26岁的女性声乐家，9岁时因右颞部胶质瘤接受放疗，术后17年再次出现复发，影像提示为继发性脑膜瘤。我们成功复刻并建立了音乐功能检测的OPM-MEG范式。术前检测显示，该患者音乐相关的大脑活动分布广泛，主要集中在左侧额颞顶区域，并与语言功能区高度重叠。术后患者语言流利、乐感完好，手术顺利实现肿瘤全切。这一案例不仅体现OPM-MEG在高级脑功能定位中的独特价值，也为神经外科功能保护提供了更加个性化的技术支持。

本例53岁男性复发性脑转移瘤，肿瘤位于左顶运动区。术前表现为左上肢肌力下降，考虑为原病灶切除所致，右下肢肌力正常。OPM-MEG术前定位结果显示，右手功能区正常分布，而左手、左脚及右脚的激活信号则异常集中于相邻区域，提示功能区出现显著移位或重排。术前结合DTI进一步明确，皮质脊髓束虽处于肿瘤周围水肿区，仍可见清晰走行。术中电刺激在肿瘤切除后成功引出MEP信号。尽管肿瘤累及传统解剖意义上的中央前回区域，但术后患者运动功能良好，神经功能得到显著保留。

通过OPM-MEG在数十例脑肿瘤患者中的应用观察，我们发现运动功能区的“移位”和“重排”现象相当常见。无论是手与脚功能区在同侧互换，还是跨侧迁移，其表现形式多样，显示出惊人的大脑功能可塑性。更为特别的是，即便肿瘤已完全破坏皮层区域，其皮层下的纤维束结构往往仍能完整保留，功能也能部分维持。而在那些功能和解剖均明显“转移”的患者中，即使深部脑回和皮质结构被切除，运动功能损害依然相对较轻。

据此，我们提出一种设想：在初级与辅助运动区，可能存在若干“皮层-纤维束”模块式的结构单元，在大脑的统筹调控下能够完成快速的功能重组与任务重新分配。新赋能模块在功能调控中起主导作用，但原有模块的结构和部分功能亦被保留，为后续恢复提供基础。我们期待未来与神经科学家深入合作，通过基础与临床结合进一步验证和拓展这一假说，探索大脑功能网络的动态适应性调节机制。

OPM-MEG作为一种新型无液氦脑磁图技术，凭借其高时间分辨率、多频段信号监测能力及空间聚集性优势，在脑功能区定位中展现出广泛应用潜力。通过与fMRI和术中电生理的对比验证，其在临床手术中的精确性已得到充分证实。

不仅如此，OPM-MEG还拓展了脑科学研究的边界，深入探索了语言、记忆和音乐等高级功能的脑机制，推动神经科学从结构认知迈向功能理解。未来，OPM-MEG技术有望在更多脑疾病诊疗、认知康复及个性化医疗中发挥重要作用。

点击二维码查看【磁源溯影 解码未来】专栏