利用精巧灵敏的超导仪器，神经科学家正在探测大脑的磁场，它比地球磁场弱10亿倍。这一研究将为医师带来关于癫痫和其它疾病的本质和治疗方面的线索，甚至可以揭示人类思维的神秘过程。
脑磁图（MEG）是取得几年前还根本无法想象的医学进展之关键：观察生命大脑的功能，辨认信号处理部位和活动是否正常IMEG和脑结构的观察不同，后者好比是电话线路图，而MEG则能指出任何时刻在使用的线路。
这一进展的基础是大脑可以产生极其微弱的磁场，但却是能够检出的，并且不受颅骨和附属组织的影响，磁场的检出是极其困难的，需要最先进的磁强计和液氦冷却的超导线路。而今天，这仪器已经在不少实验室得到应用。对神经元磁性的研究已成为探索大脑的前沿。医学研究者藉此期望获得对一系列疾病，诸如癫痫、卒中、老年性痴呆、昏迷、脊髓损伤，甚至偏头痛和记忆障碍等新的根本了解。
关于人体和大脑具有磁场，检出后可为医学服务的设想仅仅是70年代前后产生的。麻省理工学院的戴维 · 孔恩是这一领域的先驱者之一。
微弱的磁场
大脑是怎样产生这种磁场的呢？答案在于神经元工作的方式。神经元产生的电流不是普通的电子流，而是一股带有电荷的钠钾离子。磁场就是由离子的流动产生的，不过十分微弱，只有地球磁场的10亿分之一。
这就是孔恩要在屏蔽室里进行研究的原因。他面临的问题是当时的磁强计灵敏度不够。1970年，物理学家詹姆士 · 吉姆曼根据英国物理学家伯利安 · 约瑟普后来荣获诺贝尔奖的超导电路研究，设计了比当时最好的磁强计还要灵敏1000多倍的超导量子干扰仪（SQUID）。在没有磁场的条件下，SQUID能通过一定量的电流，但只要存在极其撖弱的磁场，就能使电流减少。经SQUID供给适当电压，就能恢复到原来的电流值。测量需要的电压，就能以前所未有的精确度对磁场进行测定。
信号的辨认
吉姆曼的SQUID系统在孔恩的屏蔽室里取得T显著效果。孔恩曾经采用信号平衡法的信息处理技术检测大脑的磁性，而现在不用信号平衡法就能直接观察大脑的自主磁场了。1977年，某些学者发现癫痫产生的磁场比正常大脑强好几倍，特别适宜加以研究。
大脑的风暴
有人形容癫痫是大脑的电风暴、相互联络的神经元、大脑细胞的正常活动，是由神经介质，即对单位神经元具有兴奋或抑制作用的物质进行调节的。若抑制作用失调，病理性电信号就会同步释放并扩散到脑的其它部位。由于发生部位不同，这种放电可引起失神、痫性抽搐等不同表现。
药物治疗对大部分癫痫有效，但对5万名患者几乎无济于事，常常需要借助手术。问题是如何确定诱发癫痫的特定部位，让神经外科大夫将之切除。
探查病变部位的方法之一是脑电图（ERG），根据脑产生的电流进行检查，但是EEG的图像往往不准确，提示产生于脑部的信号，实际来源却大相径庭。
因此为了查清癫痫根源，常用的技术是在手术中把电极直接置于大脑，逐步移动，描记出大脑活动。
相反MEG完全是非侵入性的，磁场产生于头部，不受颅骨和头皮的影响。对癫痫病灶定位的准确性至少和深部脑电极相同。
MEG的更广泛应用
癫痫研究的成功给从事其它更为艰深研究的学者带来了鼓舞。加州的弗洛伊德 · 布鲁姆和克里斯多弗 · 盖伦博士正在研究脑皮层活动图，弄清楚正常大脑的活动，然后通过比较发现异常。
发作性睡病是一种即使在行走中亦可无任何预兆突然进入睡眠状态的疾病。盖伦试图发现患者发作时皮层兴奋和抑制的部位，这是创造性应用MEG的一个例子。
老年性痴呆常常于患者死后尸检时才能作出诊断，盖伦希望借助于MEG能在早期作出诊断。
从事核物理学的爱德华 · 弗莱恩博士的太太发生心肌梗塞后，昏迷了1年去世了。“还没有一种技术能够了解昏迷病人大脑中发生的一切”，弗莱恩断定。“大夫们只能用古老的技术，诸如用光束照射患者眼睛用以判断脑的某些部位有没有功能，”弗莱恩正在用MEG对昏迷病人进行研究，他认为昏迷病人的反应包含了思维，而不仅仅是反射。
MEG还给精神活动正常过程的了解增添了新的内容。耳朵听音的处理部位是脑皮质的颞横回。不同音调和频率在颞横回产生脑信号的部位有所不同。据此，纽约大学的沙弥尔 · 威廉逊对注意力的过程进行了观察。同时播放二支不同的乐曲，一支为高音，一支为低音，刺激颞横回的不同部位，产生的信号是截然不同的。然后要求受试者只注意听一支曲子。威廉逊发现所谓的注意实质上就是相应曲子引起的脑信号振幅的增大，而其它信号则缩小了。
随着研究范围的持续增大，MEG变得更为有效，更加方便，1983年的单频道磁强计已为7频道机所取代，用2台仪器即14频道同时检查、将大大加快描记脑活动的速度，但仍需花费数小时才能完成一次完整描记。因此，已有人提议建造128频道的MEG系统，各频道都有各自的SQUID。
MEG正在接近投入临床常规应用，这一进展有可能随着能作更快扫描的100频道磁强计的推出、液氦制冷器造价的降低和提供极其准确数据的超级计算机的结合而得以实现。“我期望MEG将成为一门重要的技术，”盖伦说，“这些扫描图像对精神病学和神经病学的重要性就像x线图像对内科或显微镜对病理学的意义一样。”
[Popular Science，1988年11月233卷第5期]