VYSVETLENIE FUNKČNEJ MAGNETICKEJ REZONANCIE - MOZOG

Ako funguje funkčné MRI

Funkčná magnetická rezonancia využíva špeciálny signál zvaný kontrast závislý od hladiny kyslíka v krvi (BOLD). Krv pretekajúca mozgom prenáša kyslík na molekuly nazývané hemoglobín. Molekuly hemoglobínu tiež prenášajú železo, a preto majú magnetický signál. Ukazuje sa, že molekuly hemoglobínu majú iné magnetické vlastnosti, keď sú viazané na kyslík, ako keď kyslík neprenášajú, a tento malý rozdiel je možné zistiť pomocou prístroja MRI.

Keď je oblasť mozgu aktívnejšia, spotrebuje spočiatku veľa kyslíka v krvi. Krátko nato mozog rozširuje miestne krvné cievy, aby obnovil prísun kyslíka. Mozog môže túto prácu robiť dokonca až príliš dobre, aby do oblasti prúdilo viac okysličenej krvi, ako sa pôvodne používalo. MRI prístroj dokáže zistiť rozdiel v signáli, ktorý je výsledkom tohto zvýšenia kyslíka v krvi.

Takže funkčné štúdie MRI sa v skutočnosti nepozerajú priamo na neuronálnu aktivitu, ale sledujú, ako sa menia hladiny kyslíka v krvi, a korelujú túto aktivitu so streľbou nervov. Štúdie preukázali, že tento predpoklad je zvyčajne správny, aj keď choroby, ako sú vaskulárne malformácie, nádory a dokonca aj bežné starnutie, môžu zmeniť vzťah medzi nervovou aktivitou a lokálnym prietokom krvi, ktorý vedie k BOLD signálu.

Ako lekári používajú funkčné MRI

Pretože sa jedná o relatívne novšiu technológiu a pretože iné techniky môžu odpovedať na podobné otázky, ako to dokáže fMRI, fMRI sa bežne nepoužíva v klinických alebo nemocničných zariadeniach. Môže sa však použiť na pomoc pri plánovaní dôležitých operácií mozgu. Napríklad, ak chce neurochirurg odstrániť nádor na mozgu, ktorý leží blízko jazykových centier mozgu, môže si objednať štúdiu fMRI, ktorá pomôže presne ukázať, ktoré oblasti mozgu sú zapojené do jazyka. To pomáha neurochirurgovi zabrániť poškodeniu týchto oblastí počas operácie. Najbežnejšie použitie fMRI je však v lekárskom výskume.

Typy výskumov uskutočňovaných pomocou fMRI

Existujú dva hlavné spôsoby použitia fMRI na vizualizáciu funkcií mozgu. Jedna metóda sa zameriava na nájdenie konkrétnych oblastí mozgu, ktoré reagujú na nejakú úlohu alebo podnet. Napríklad osobe v skeneri MRI sa môže v niektorých bodoch zobraziť blikajúca šachovnica a inokedy prázdna obrazovka. Môžu byť požiadaní, aby stlačili tlačidlo, kedykoľvek uvidia blikajúcu šachovnicu. Signál počas úlohy sa potom porovná so signálom, keď sa úloha nedokončí, a výsledkom bude akýsi obraz toho, čo zahŕňalo oblasti mozgu, keď videli blikajúcu šachovnicu a stlačili tlačidlo.

Ďalším spôsobom, ako je možné použiť fMRI, je hodnotenie neurónových sietí. To zahŕňa zisťovanie, ktoré oblasti mozgu sa medzi sebou rozprávajú. Ak sa jedna oblasť mozgu zvyčajne rozsvieti súčasne s druhou, môžu byť tieto dve oblasti mozgu spojené. Na uskutočnenie tohto druhu štúdia nemusí byť dokonca potrebná žiadna úloha. Z tohto dôvodu sa tieto štúdie niekedy nazývajú funkčné zobrazovanie magnetickou rezonanciou v pokojovom stave.

Informácie pochádzajúce z funkčných štúdií magnetickej rezonancie sú veľmi komplikované a na to, aby boli zmysluplné, si vyžadujú veľa štatistických analýz. To spočiatku viedlo mnohých ľudí k nedôvere vo výsledky funkčných štúdií MR, pretože sa zdalo, že v analýze existuje veľa možných príležitostí na chyby. Keď sa však vedci aj recenzenti lepšie oboznámili s novou technológiou, výsledky budú čoraz dôveryhodnejšie a dôveryhodnejšie.

Čo ponúka budúcnosť

Funkčné štúdie MRI už ukázali veľa rôznych vecí o mozgu, okrem toho, že potvrdili to, čo sme už vedeli o nervových dráhach a lokalizácii. Aj keď je ťažké povedať, či sa fMRI bude niekedy bežne používať v klinickom prostredí, jeho popularita a účinnosť ako nástroja výskumu si sama o sebe vyžaduje, aby mali lekári i laici základné vedomosti o tom, ako tento nástroj funguje.