Verstaan Funksionele Neuroimaging
Magnetiese Resonansie Imaging (MRI) het dokters die vermoë gegee om baie goeie beelde van die brein se strukture te verkry. 'N nuwer tegniek wat bekend staan as funksionele MRI kan selfs verder gaan deur indirek ook breinaktiwiteit te meet. Alhoewel die tegniek meestal slegs in navorsingstudies gebruik word, word dit meer algemeen in die kliniese omgewing.
Jy het waarskynlik op 'n sekere tyd beelde gekry wat met behulp van funksionele MRI geskep is.
Hulle toon 'n brein met gekleurde gebiede wat gebiede van die brein uitbeeld wat verband hou met 'n funksie soos taal of beweging. Hierdie studies is baie gewild: Honderde wetenskaplike artikels wat hierdie tegnologie gebruik, word elke maand gepubliseer, waarvan baie ook in die lekpers verskyn. Maar hoe word hierdie beelde gemaak en wat verteenwoordig hulle eintlik?
Hoe funksionele MRI werk
Funksionele MRI maak gebruik van 'n spesiale sein genaamd bloed suurstofvlak afhanklike (BOLD) kontras. Bloed wat deur die brein vloei, dra suurstof op molekules genoem hemoglobien . Hemoglobienmolekules dra ook yster en daarom het 'n magnetiese sein. Dit blyk dat hemoglobienmolekules verskillende magnetiese eienskappe het as hulle aan suurstof geheg word as wanneer hulle nie suurstof dra nie, en hierdie klein verskil kan met 'n MRI-masjien opgespoor word.
Wanneer 'n area van die brein meer aktief is, gebruik dit aanvanklik baie suurstof in die bloed.
Kort daarna verwy die brein plaaslike bloedvate om die suurstofvoorraad te herstel. Die brein kan selfs hierdie werk 'n bietjie te goed doen sodat meer oksigere bloed in die area gaan as wat aanvanklik gebruik is. Die MRI-masjien kan die verskil in sein identifiseer wat uit hierdie toename in bloed suurstof voortspruit.
So funksionele MRI-studies eintlik nie direk na neuronale aktiwiteit kyk nie, maar kyk na hoe bloed suurstofvlakke verander en korreleer hierdie aktiwiteit tot senuweestelsel. Studies het getoon dat hierdie aanname gewoonlik korrek is, hoewel siektes soos vaskulêre misvormings, gewasse en selfs normale veroudering die verhouding tussen neurale aktiwiteit en die plaaslike bloedvloei wat BOLD sein veroorsaak , kan verander.
Hoe kan dokters funksionele MRI gebruik?
Omdat dit 'n relatief nuwer tegnologie is en omdat ander tegnieke soortgelyke vrae kan beantwoord wat fMRI kan, word fMRI nie algemeen in kliniese of hospitaalinstellings gebruik nie. Dit kan egter gebruik word om belangrike breinoperasies te help beplan. Byvoorbeeld, as 'n neurochirurg wil verwyder 'n brein tumor wat naby die taal sentrums van die brein sit, kan hulle 'n fMRI studie bestel om te help wys presies watter areas van die brein betrokke is by taal. Dit help die neurochirurg om die gebiede te beskadig tydens die operasie. Die algemeenste gebruik van fMRI is egter in mediese navorsing.
Watter tipes navorsing word gedoen met behulp van fMRI?
Daar is twee hoof maniere om fMRI te gebruik om breinfunksie te visualiseer. Een metode fokus op die vind van spesifieke areas van die brein wat op 'n taak of stimulus reageer.
Byvoorbeeld, die persoon in die MRI-skandeerder kan op sommige punte 'n flikkerende tjekbord vertoon word, en ander keer 'n leë skerm. Hulle word gevra om 'n knoppie te druk wanneer hulle die flikkerende tjekbord sien. Die sein tydens die taak sal dan vergelyk word met die sein wanneer die taak nie gedoen word nie, en die resultaat sal 'n soort prentjie wees van watter breinstreke betrokke was om 'n flikkerende tjekbord te sien en dan 'n knoppie te druk.
Die ander manier waarop fMRI gebruik kan word, is om neurale netwerke te evalueer. Dit behels om uit te vind watter dele van die brein met mekaar praat. As een area van die brein gewoonlik op dieselfde tyd as 'n ander lig, kan hierdie twee dele van die brein verbind word.
Geen taak mag selfs nodig wees om hierdie soort studie te doen nie. Om hierdie rede word hierdie studies soms geroep tot rustende toestand funksionele magnetiese resonansie beelding.
Die inligting wat uit funksionele MRI-studies kom, is baie ingewikkeld en vereis dat baie statistiese analise betekenisvol moet wees. Dit het aanvanklik baie mense veroorsaak om die resultate van funksionele MRI-studies te mislei, aangesien daar skynbaar baie moontlikhede vir foute in die analise was. Aangesien beide navorsers en beoordelaars egter meer bekend geword het met die nuwe tegnologie, word resultate albei meer vertroue en betroubaar.
Wat hou die toekoms vir funksionele MRI?
Funksionele MRI studies het reeds baie verskillende dinge oor die brein getoon, benewens om te bevestig wat ons reeds van neurale paaie en lokalisering geweet het. Alhoewel dit moeilik is om te sê of fMRI ooit algemeen in 'n kliniese omgewing gebruik word, maak dit die gewildheid en doeltreffendheid as 'n navorsingsinstrument alleen, dit vir beide dokters en leke belangrik om 'n basiese begrip te hê van hoe hierdie instrument werk.
Bronne:
Pressman P, Gitelman D. Funksionele MRI: 'n Primer vir neurologie inwoners. Neurologie 2012 6 Maart, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Funksionele MRI: Basiese Beginsels en Kliniese Toepassings: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.