A funkcionális neuroimaging megértése
A mágneses rezonancia képalkotás (MRI) az orvosok számára lehetővé teszi, hogy nagyon jó képeket kapjanak az agy szerkezetéről. A funkcionális MRI-ként ismert újabb technika még messzebb is elmozdítható az agyi aktivitás közvetett mérésével. Míg a legtöbb esetben a technikát csak kutatási vizsgálatokban alkalmazzák, egyre gyakoribb a klinikai környezetben.
Valószínűleg a funkcionális MRI segítségével létrehozott képeket találod meg.
Egy agyat mutatnak színes területekkel, amelyek az agyterületeket ábrázolják, amelyek valamilyen funkcióval, például nyelvvel vagy mozgással kapcsolatosak. Ezek a tanulmányok nagyon népszerűek: E technológiát használó tudományos cikkek százai havonta jelentek meg, amelyek közül sok a laikus sajtóban is szerepel. De hogyan készültek ezek a képek, és mit képviselnek?
Hogyan működik a funkcionális MRI
A funkcionális MRI a vér oxigénszint függő (BOLD) kontrasztját használja. Az agyon átfolyó vér oxigént hordoz a hemoglobin nevű molekulákon. A hemoglobin molekulák szintén hordoznak vasat, ezért mágneses jelzéssel rendelkeznek. Kiderül, hogy a hemoglobin molekulák különböző mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, ha oxigénhez kötődnek, mint amikor nem oxigént hordoznak, és ez a kis különbség detektálható egy MRI gépen.
Ha az agy területe aktívabb, kezdetben sok oxigént használ fel a vérben.
Röviddel ezután az agy kitágítja a helyi ereket, hogy helyreállítsa az oxigénellátást. Az agy még túlságosan is jól teheti ezt a munkát, hogy oxigénezett vér kerüljön a területbe, mint amilyet eredetileg használtak. Az MRI-készülék kimutatja a vér oxigén emelkedéséből származó jelkülönbséget.
Tehát a funkcionális MRI vizsgálatok nem igazán vizsgálják a neuronális aktivitást, hanem azt vizsgálják, hogyan változik a vér oxigénszintje, és ezzel a tevékenységgel kapcsolódik az idegek lángolásához. Tanulmányok kimutatták, hogy ez a feltevés általában helytálló, bár az érrendszeri betegségek, a tumorok , sőt a normális öregedés is megváltoztathatja az idegi aktivitás és a helyi véráramlás közötti összefüggést, ami BOLD jelet eredményez.
Hogyan tudnak az orvosok a funkcionális MRI-t használni?
Mivel ez egy viszonylag újabb technológia, és mivel más technikák is képesek válaszolni hasonló kérdéseket, hogy az fMRI, az fMRI nem általánosan használatos a klinikai vagy kórházi beállításokban. Azonban felhasználható a fontos agysebészeti beavatkozások tervezésére. Például, ha egy idegsebész akar az agy nyelvközpontjaihoz közel álló agydaganatot eltávolítani, egy fMRI vizsgálatot rendelhet hozzá, hogy segítsen megmutatni, hogy pontosan milyen agyi területek vannak a nyelvvel. Ez segít az idegsebésznek elkerülni, hogy károsítsa ezeket a területeket műtét közben. Azonban az fMRI leggyakoribb alkalmazása az orvosi kutatás.
Milyen típusú kutatásokat végeznek az fMRI használatával?
Az fMRI használatának két fő módja van az agy működésének megjelenítésére. Az egyik módszer az agy specifikus területeinek megtalálására irányul, amelyek valamilyen feladatra vagy ingerre reagálnak.
Például az MRI-szkennerben lévő személy megjelenhet egy villogó pásztázólemezen bizonyos pontokon, és máskor egy üres képernyőn. Megkérhetik őket, hogy nyomjanak meg egy gombot, amikor látják a villogó pecsétet. A feladat során a jelet akkor kell összehasonlítani a jelzéssel, amikor a feladat nem történik meg, és az eredmény egyfajta kép lesz arról, hogy milyen agyterületek vettek részt egy villogó ellenőrző táblán, majd egy gomb megnyomásával.
A másik lehetőség, hogy az fMRI használható az idegi hálózatok értékelésére. Ez magában foglalja, hogy kiderüljön, hogy az agy mely területei beszélnek egymással. Ha az agy egyik területe egyszerre világít, akkor a másik két agyi területe kapcsolódik egymáshoz.
Egy ilyen feladat elvégzéséhez sem szükséges feladat. Ezért ezeket a tanulmányokat néha pihenő állapotfunkcionális mágneses rezonancia képalkotásnak nevezik.
A funkcionális MRI vizsgálatokból származó információk nagyon bonyolultak és sok statisztikai elemzést igényelnek. Ez eredetileg sok embert vezetett be a funkcionális MRI vizsgálatok eredményeihez, mivel úgy tűnt, hogy sok lehetséges hiba lehetett az elemzésben. Mindazonáltal, mivel mind a kutatók, mind a recenzensek jobban ismerik az új technológiát, az eredmények egyre megbízhatóbbá és megbízhatóbbá válnak.
Mit tart a jövő a funkcionális MRI-nek?
A funkcionális MRI vizsgálatok már rengeteg különböző dolgot mutattak az agyban, amellett, hogy megerősítették, mi már tudott a neurális utakról és a lokalizációról. Bár nehéz megmondani, hogy az fMRI-t valaha is általánosan használják-e egy klinikai környezetben, népszerűsége és hatékonysága mint kutatási eszköz önmagában fontosnak tartja mind az orvosok, mind a laikusok számára, hogy alaposan megértsék, hogyan működik ez az eszköz.
Forrás:
Pressman P, Gitelman D. Funkcionális MRI: A primer a neurológiai lakosok számára. Neurológia, 2012. március 06., 78. (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Funkcionális MRI: alapelvek és klinikai alkalmazások: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.