早在上个世纪90年代,功能磁共振成像(fMRI)技术就已经广泛应用于人脑组织的功能性研究。目前,fMRI技术是通过测量人脑特定区域的血液动力学参数,如血流量、血液含氧量等来推断人脑的神经生理活动,而并非直接测量其活动。这种间接性测量存在着诸多不足之处。首先,特定区域的脑血液动力学与神经生理活动的耦合关系是复杂且非线性的,因此区域脑血动力学并不能真实反映神经活动;其次,fMRI所观测到的血氧饱和度主要源自于血管的几何分布,但血管的分布与神经活动区域并非是完全重叠的,因而血氧饱和度的变化也并不是神经生理活动的可靠推断;第三,人脑血液动力学的响应时间(秒数量级)远慢于神经活动的响应时间(毫秒数量级),因而在时间上对神经活动的测量也受到限制。所有这些缺陷,使得当前以测量血液动力学为基础的fMRI的使用受到了限制,因此,如果我们能够通过MRI来直接检测神经生理活动,将可以弥补fMRI的不足。这里,我们首先构建神经元模型,并对神经元胞体和树突的电活动进行仿真;然后对每一个树突和每一个没有髓鞘的轴突都采用一个改进的电流偶极子模型来仿真,再以群体神经元的同步活动来计算其所产生的神经磁场(Neuronal Megnetic Field,NMF),最后测算由神经磁场引起的MRI信号的变化。结果表明,MRI信号的变化取决于活动树突磁场的强度、活动树突的几何形态(即方向和结构)和活动树突的数量。在NMF中,MRI幅值信号变化较为显著,其强度取决于NMF中平行于主磁场B0的分量Bn//;NMF引起的MRI相位信号变化并不显著,只有在活动的树突不对称的情况,也即非均匀时,才可能引起可测的相位变化。我们构建的模型表明,用MRI直接检测神经磁场是可行的。