Funkcionális mágneses rezonancia képalkotás magyarázata

A mágneses rezonancia képalkotás (MRI) az orvosok számára lehetővé teszi, hogy nagyon jó képeket szerezzenek az agy szerkezeteiről. Egy újabb, funkcionális MRI néven ismert technika még tovább haladhat az agyi aktivitás közvetett mérésével is. Míg a legtöbb esetben a technikát csak kutatási vizsgálatokban használják, a klinikai környezetben egyre gyakrabban fordul elő.

Valószínűleg bizonyos pontokon a funkcionális MRI használatával létrehozott képeket találta meg. Az agy színezett területeit mutatják, amelyek az agy egyes területeit ábrázolják, amelyek valamilyen funkcióhoz kapcsolódnak, mint a nyelv vagy a mozgás. Ezek a tanulmányok nagyon népszerűek: Minden hónapban több száz tudományos cikket használnak, amelyek ezt a technológiát használják, amelyek közül sokan szerepelnek a fekvő sajtóban is. De hogyan készülnek ezek a képek, és mit képviselnek?

Milyen funkcionális MRI működik

A funkcionális MRI speciális oxigénszinttől függő (BOLD) kontrasztot használ. Az agyon átáramló vér oxigént hordoz hemoglobin nevű molekulákon. A hemoglobin molekulák vasat hordoznak, és ezért mágneses jelekkel rendelkeznek. Kiderül, hogy a hemoglobin molekuláknak különböző mágneses tulajdonságai vannak, amikor oxigénhez kötődnek, mint amikor oxigént nem hordoznak, és ez a kis különbség egy MRI-géppel detektálható.

Amikor az agy egy része aktívabb, kezdetben sok oxigént használ fel a vérben. Röviddel ezután az agy megnöveli a helyi véredényeket az oxigénellátás helyreállítása érdekében. Az agy egy kicsit túlságosan is ezt a munkát végezheti el, hogy az oxigénezett vér a területre kerüljön, mint az eredetileg használt. Az MRI-készülék képes észlelni a vér oxigénjének emeléséből eredő jel különbségét.

Tehát a funkcionális MRI-vizsgálatok nem foglalkoznak közvetlenül a neuronális aktivitással, hanem azt vizsgálják, hogyan változik a vér oxigénszintje és korrelálja ezt az aktivitást az ideggyulladással. A vizsgálatok azt mutatták, hogy ez a feltételezés általában helyes, bár a betegségek, mint például az érrendszeri rendellenességek, a daganatok és a normális öregedés megváltoztathatják a neurális aktivitás és a BOLD jelet eredményező helyi véráramlás közötti kapcsolatot.

Hogyan használhatják az orvosok funkcionális MRI-t?

Mivel ez egy viszonylag újabb technológia, és mivel más technikák válaszolhatnak az fMRI által felvetett hasonló kérdésekre, az fMRI-t általában nem használják a klinikai vagy kórházi beállításoknál. Ugyanakkor a fontos agyi műtétek megtervezéséhez használható. Például, ha egy idegsebész eltávolítani kíván egy agydaganatot, amely közel áll az agy nyelvközpontjaihoz, megrendelhet egy fMRI-tanulmányt, amely segít pontosan megmutatni, hogy az agy milyen területei vannak a nyelvvel. Ez segít az idegsebésznek, hogy a műtét során ne sértse meg ezeket a régiókat. Azonban az fMRI leggyakoribb alkalmazása az orvosi kutatásban van.

Milyen típusú kutatásokat végeztek az fMRI használatával?

Az fMRI használatának két fő módja az agyi funkció megjelenítésére. Az egyik módszer az agy bizonyos területeinek megtalálására összpontosít, amelyek valamilyen feladatra vagy ingerre reagálnak. Például az MRI szkennerben lévő személy bizonyos pontokon villogó ellenőrzőtáblát jeleníthet meg, máskor pedig üres képernyőn. Felkérhetik őket, hogy nyomjon meg egy gombot, amikor látják a villogó kockát. A feladat során a jelet akkor hasonlítjuk össze a jelzéssel, amikor a feladat nem történik meg, és az eredmény egyfajta kép lesz arról, hogy milyen agyi régiók voltak egy villogó ellenőrző tábla látásával, majd egy gomb megnyomásával.

Az fMRI másik módja a neurális hálózatok értékelése. Ez azt jelenti, hogy kitaláljuk, hogy az agy mely területei beszélnek egymással. Ha az agy egy területe általában egy időben világít, akkor az agy két területe összekapcsolható. Az ilyen jellegű tanulmányok elvégzéséhez semmi sem szükséges. Emiatt ezeket a tanulmányokat néha pihenő-állapotú funkcionális mágneses rezonancia-képalkotásnak nevezik.

A funkcionális MRI vizsgálatokból származó információ nagyon bonyolult, és sok statisztikai elemzést igényel. Ez kezdetben sok embert bízott a funkcionális MRI-tanulmányok eredményeinek bizalmatlanságában, mivel úgy tűnt, hogy számos lehetséges hiba lehet az elemzésben. Mivel azonban mind a kutatók, mind az értékelők jobban megismerkedtek az új technológiával, az eredmények egyre megbízhatóbbá és megbízhatóbbá válnak.

Mit jelent a funkcionális MRI jövőbeli megtartása?

A funkcionális MRI-tanulmányok már számos különböző dolgot mutattak az agyra vonatkozóan, amellett, hogy megerősítettük, hogy mit is tudtunk a neurális útvonalakról és a lokalizációról. Noha nehéz megmondani, hogy a klinikai környezetben mindig használják-e az fMRI-t, népszerűsége és hatékonysága egyedül kutatási eszközként fontos, hogy az orvosok és a laikusok számára is megértsék, hogyan működik ez az eszköz.