Suprasti funkcinius neurozofilinius vaizdus
Magnetinio rezonanso tomografija (MRI) suteikė gydytojams galimybę gauti labai gerus smegenų struktūrų vaizdus. Naujesnė technika, vadinama funkcine MRT, gali būti dar tolygi netiesiogiai įvertindama smegenų veiklą. Nors daugeliu atvejų šis metodas naudojamas tik tyrimuose, klinikinėje aplinkoje jis tampa vis dažnesnis.
Jūs turbūt susidūrėte su vaizdais, sukurtais naudojant funkcinę MRT tam tikru momentu.
Jie rodomi smegenyse su spalvotomis sritimis, vaizduojančiomis smegenų sritis, susijusias su tam tikra funkcija, tokia kaip kalba ar judėjimas. Šie tyrimai yra labai populiarūs: šimtai mokslinių straipsnių, kuriuose naudojama ši technologija, yra skelbiami kiekvieną mėnesį, daugelis iš jų taip pat minimi leidimo spaudoje. Bet kaip šie vaizdai yra pagaminti ir ką jie iš tikrųjų reiškia?
Kaip veikia funkcinė MRT
Funkcinė MRT naudojasi specialiu signalu, vadinamu deguonies lygiu priklausomu (BOLD) kontrastu. Kraujas, tekantis per smegenis, deguonį perneša į molekules, vadinamas hemoglobinu . Hemoglobino molekulėse taip pat yra geležies, todėl jie turi magnetinį signalą. Pasirodo, kad hemoglobino molekulės turi skirtingas magnetines savybes, kai jos yra prijungtos prie deguonies nei tuo atveju, kai jos neperduoda deguonies, ir šį nedidelį skirtumą galima aptikti MRT aparatu.
Kai smegenų zona yra aktyvesnė, iš pradžių ji išnaudoja daug deguonies kraujyje.
Netrukus smegenys praplečia vietos kraujagysles, kad būtų atkurtas deguonies tiekimas. Smegenys gali net padaryti šį darbą šiek tiek per daug, kad daugiau deguonies kraujo patenka į tą patį plotą, nei buvo iš pradžių naudojamas. MRM aparatas gali nustatyti signalo skirtumą, kuris atsiranda dėl tokio deguonies kiekio kraujyje padidėjimo.
Taigi funkciniai MRT tyrimai tiesiogiai nežiūri neuronų aktyvumo, tačiau žiūri į tai, kaip kraujo deguonies lygis pasikeičia ir koreliuoja šią veiklą su nervais. Tyrimai parodė, kad ši prielaida paprastai yra teisinga, tačiau ligos, tokios kaip kraujagyslių malformacijos, navikai ir netgi normalus senėjimas, gali pakeisti santykį tarp nervinės veiklos ir vietinio kraujo tėkmės, dėl kurio susidaro BOLD signalas.
Kaip gydytojai gali naudoti funkcinę MRT?
Kadangi tai yra palyginti nauja technologija ir dėl to, kad kiti metodai gali atsakyti į panašius klausimus, kuriuos fMRI gali, fMRI dažnai nenaudojamas klinikinėse ar ligoninėse. Tačiau jis gali būti naudojamas planuojant svarbias smegenų operacijas. Pavyzdžiui, jei neurochirurgas nori pašalinti smegenų auglyną, esantį arti smegenų kalbos centrų, jie gali užsisakyti fMRI tyrimą, kuris padėtų tiksliai parodyti, kokios smegenų sritys susijusios su kalba. Tai padeda neurochirurgui atlikti chirurginę operaciją. Tačiau labiausiai paplitęs fMRI naudojimas yra medicininis tyrimas.
Kokie tyrimai atliekami naudojant fMRI?
Yra du pagrindiniai fMRI naudojimo būdai vizualizuoti smegenų funkciją. Vienas metodas skirtas konkrečių smegenų sričių, kurios reaguoja į kai kurias užduotis ar stimulus, nustatymui.
Pavyzdžiui, MRI skaitytuve esančiame asmenyje gali būti rodomas mirksintis šaškių lentelė kai kur taškuose, o kitais atvejais tuščias ekranas. Jiems gali būti paprašyta paspausti mygtuką, kai jie mato mirksinčią šaškių lentelę. Tada signalas užduoties metu bus lyginamas su signalu, kai užduotis nebus atlikta, ir rezultatas bus tam tikras paveikslas apie tai, kokie smegenų regionai buvo susiję, matydami mirksinčią šaškių lentelę ir tada paspaudę mygtuką.
Kitu būdu fMRI galima naudoti norint įvertinti neuroninius tinklus. Tai reiškia, kad suprasti, kokios smegenų sritys kalba viena su kita. Jei viena smegenų sritis paprastai užsidega tuo pačiu metu kaip ir kita, šios dvi smegenų sritys gali būti sujungtos.
Norint atlikti tokio pobūdžio studijas, netgi nereikia atlikti jokių užduočių. Dėl šios priežasties šie tyrimai kartais vadinami ramybės būsenos funkciniu magnetinio rezonanso vaizdavimu.
Iš funkcinių MRT tyrimų gaunama informacija yra labai sudėtinga, todėl reikia daug statistinės analizės. Tai iš pradžių paskatino daugelį žmonių nepasitiki funkcinių MRT tyrimų rezultatais, nes atrodė, kad analizės metu buvo daugybė klaidų. Tačiau, kadangi tiek tyrėjai, tiek recenzentai labiau susipažinę su nauja technologija, rezultatai tampa vis labiau patikimi ir patikimi.
Ką ateityje turi funkcinė MRT?
Funkciniai MR tyrimai jau parodė daugybę skirtingų dalykų apie smegenis, be to, patvirtinant tai, ką mes jau žinojome apie nervų takus ir lokalizaciją. Nors sunku pasakyti, ar fMRI kada nors bus naudojamas klinikinėje aplinkoje, jo populiarumas ir veiksmingumas kaip vien tik tyrimo priemonė leidžia tiek gydytojams, tiek netiesioginiams žmonėms suprasti, kaip šis įrankis veikia.
Šaltiniai:
Pressman P, Gitelman D. Funkcinė MRT: praeivis neurologijos gyventojams. Neurologija 2012 m. Kovo 06 d., 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Funkcinė MR: pagrindiniai principai ir klinikiniai taikymai: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.