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进了医院，总难免和各种化验、测验打交道，医生在保证万无一失的情况下为患者开具一系列化验项目，患者也形成了习惯：进医院并非和医生打交道，而是和名目繁多的机器打交道。诊断身体疾病时，中医的望闻问切自然不及西医的数据器械来得准确，如今的人们也更信赖科学技术带来的疾病诊断。其实，在诊断心理障碍时，我们也会用到可靠的技术手段来确定一个人是否确实存在心理障碍。
临床实践中，大脑扫描可以用来检测患者是否存在大脑损伤或者脑瘤，化验血液可以检测心理疾病带来的身体疾病，在生物技术高速发展之后，借用生物技术评估、诊断心理障碍的方式变得多样，比如计算机断层扫描（CT），正电子发射断层扫描（PET）和核磁共振成像（MRI）。CT利用的X射线技术，X射线从不同角度扫描大脑，形成一个看起来像大脑切片的图像，多次扫描之后，大脑的立体图像就形成了，从CT片上，可以看出脑结构，也可以看到大脑损伤、脑瘤和脑结构的异常。
科技永远是双刃剑，有利也有弊。比如CT，它的副作用是X射线对人体有伤害，而且CT只能提供大脑的结构图像，而不是活动图像。PET在这方面比CT进步一点，PET可以呈现大脑的活动成像，可以用于研究心理障碍者，也可以对健康者进行扫描，从而找出大脑特定区域的活动性差异。
MRI是比较新的一种大脑扫描技术，和之前两个技术相比，MRI不会对人体有伤害，也不需要向人体注射放射性同位素，因此可以反复使用。而且，MRI提供的图像更清晰，可以对大脑的任意位置提供成像，提供大脑的活动图像和功能图像。与MRI容易混淆的是fMRI，即功能性磁共振成像。二者都是脑功能成像，MRI提供的是结构性成像，主要扫描大脑灰质、白质、和脑脊液的形态结构，从而判断大脑是否存在病变或损伤。fMRI是功能成像，基于功能的，当病变的地方在功能上发生了变化，但是没有形成形态上的变化，或者变化微妙，很难观察，这些变化可以通过fMRI看得到。fMRI还可以实时跟踪信号的改变，分辨率以秒计算。比如在几秒之内发生了思维活动，fMRI可以捕捉到信号的变化。
fMRI的技术在于血氧水平依赖效应，即神经活动兴奋水平增加时，局部脑组织血流、血流容积和血氧消耗量增加，但是增加的比例不同，这种差异导致脑激活功能区的静脉血氧浓度升高，这一区域的磁共振信号就会强于其他非活动区域。当然，这一技术的应用耗费不小，接受测验者不仅要进入幽闭的环境中，还要忍受强大的噪音，更要承担不菲的检查费用。
在生物技术高速发展之后，大批脑科学家开始从事脑功能成像的研究，并且尝试将其应用到认知神经科学。如今有了成熟科技的支持，我们看脑科学家、神经科学研究逐渐变成有迹可循的成熟学科，回溯历史，神经科学的每一次进步都是伴随孤立又典型的经典案例进行的，因为有了那么多“最强大脑”，才有了今日人们唾手可得的生物技术。
其中一个经典案例来自美国，时间在1848年。在美国的佛蒙特州，一位铁路工人盖奇（Phineas Gage）在施工过程中遭遇爆炸事故，爆炸导致一根铁棍击穿了他的头颅，由左下脸颊直接刺入，穿越左眼后方，再由额头上方头顶处穿出脑壳。幸运的是，在经历高烧、昏迷、脓肿之后，盖奇奇迹般地活了下来。经过医生的悉心照料，不到两个月，盖奇就痊愈了。他的主治医生不敢相信脑子被穿出一个倒置漏斗般的大洞的人竟然能活下来，不由得感慨说是上帝治愈了他。
不过，变化也在悄然发生。事故之前，盖奇是一个25岁的年轻人，身高166厘米，性格开朗，身手灵活；事故之后，尽管没有大脑功能上的变化，如失聪、失明或者变成弱智，但是盖奇常常无法控制自己，他打架、酗酒，常常与人发生争吵，他无法继续工作，也不能辨别是非，盖奇曾经是一个受欢迎的人，在事故发生后，“他不再是盖奇了”。而后，他失去了原来的工作，在一家出租马车行谋到了一个职位，负责赶马车和管理马匹，十二年后，盖奇死于癫痫发作。盖奇去世几年后，经过盖奇姐姐的同意，医学人士取出了他的头骨，供科学研究使用。如今，盖奇的头骨保存在哈佛大学的医学博物馆。
在盖奇去世之前，他已经成为科学研究的对象了。作为一个被铁棒插入大脑而幸运存活的个体，这件事本身已经足够传奇，当然，人们还想知道盖奇的大脑发生了什么变化，导致他事故前后判若两人的性情。如今的神经科学家很容易解释盖奇的变化，脑外伤损坏了他的前额叶皮层和眶额皮层，这些区域与复杂决策、对奖赏惩罚的敏感、冲动抑制和对事件的理解有关，如果这些区域受损，病人就会像盖奇一样，行事冲动，难以控制自己的情绪。
近年来，来自加州大学洛杉矶分校的神经学家正在主持一项研究，准备重建盖奇的头骨和被铁棍穿过的通道，从而了解这些变化与他脑损坏之间的关系。如果这个项目可以成功，我们将更了解大脑这个器官是如何工作的，甚至可以解释阿尔兹海默病、自闭症、精神分裂症的发生机制。
但是，如何重建一个已经去世一百多年的人的大脑，况且，他的大脑只有头骨保存下来。数字重组可以实现铁棒穿过盖奇大脑的轨迹，但是如何实现大脑功能区，如颞叶、顶叶、边缘系统、脑干、小脑等部分的重建，我们不得而知。可能这个项目会像众多由财团提供大量资金的人类研究工程一样，最终以不了了之收场。
不过话说回来，如果在盖奇生活的年代就有了将脑结构与脑功能联系起来的脑功能成像技术，今日人们对盖奇传奇经历的解释至少不会伴随那么多猎奇色彩。脑功能成像有一个技术假定，即脑的功能定位在大脑的神经组织结构上，寻找大脑结构与功能的对应关系。如果能超越结构与功能之间的关系，从中分离出心理过程，从而寻找脑功能区域变化导致的心理变化，这便进入了认知神经科学的领域。