Magnetoencefalografi: hvad det er, og hvad det bruges til

Magnetoencefalografi er en af ​​de bedst kendte neuroimaging-teknikker, der bruges både i kliniske interventionsprogrammer og i forskningslinjer i den menneskelige hjerne. Derfor er det et eksempel på, hvordan teknologi hjælper os til at kende os selv bedre.

I denne artikel vi vil se, hvad magnetoencefalografi består af, og hvordan det virker, og hvad er dets anvendelser.

• Relateret artikel: "Neuropsykologi: hvad er det, og hvad er dets genstand for undersøgelse?"

Forstå hjernen ud fra nye teknologier

Det er der ingen tvivl om hjernen er et system, der består af millioner af meget komplekse biologiske processer, blandt hvilke det er værd at fremhæve sprog, perception, kognition og motorisk kontrol. Det er grunden til, at denne krop i tusinder af år har vakt stor interesse fra alle slags lærde, som har givet forskellige hypoteser om dens funktioner.

For nogle år siden brugte man teknikker til adfærdsmåling for at måle kognitive processer; såsom reaktionstidsmålinger og papir- og blyanttest. Senere gennem 90'erne gjorde store teknologiske fremskridt det muligt at registrere den hjerneaktivitet, der var relateret til disse kognitive processer. Dette var et stort kvalitativt spring inden for dette forskningsområde og et supplement til de traditionelle teknikker, der stadig bruges i dag.

Takket være disse fremskridt er det i dag kendt, at i hjernefunktion involverer milliarder af neuroner, der er indbyrdes forbundne, der danner det, der er kendt som synaptiske forbindelser og disse forbindelser sættes i gang af elektriske impulser i hjernen.

Hver neuron kan siges at virke, som om den var en "lille elektrokemisk pumpe", der indeholder ioner, som er ladet med elektricitet, og er i kontinuerlig bevægelse, både i og uden for cellemembranen neuron. Når neuroner oplades, giver de en strøm af strøm ind i cellerne, og disse stimuleres igen; forårsager, hvad der er kendt som et aktionspotentiale, der får neuronen til at affyre strømmen af ​​ladede ioner.

Dette elektriske potentiale bevæger sig, indtil det når det præsynaptiske område og frigives derefter i det synaptiske rum neurotransmittere, der får adgang til cellens postsynaptiske membran og umiddelbart forårsager intra- og ekstracellulært.

Når flere neuroner og synaptisk indbyrdes forbundne celler aktiveres samtidigt, giver de en strøm af elektrisk strøm ledsaget af et magnetfelt og følgelig flyder de ind i hjernebarken.

Det anslås, at for at skabe et magnetfelt, der kan måles gennem måleinstrumenter, der er placeret på hovedet, 50.000 neuroner eller flere skal være aktive og forbundne. Hvis det var tilfældet, at der var elektriske strømme, der bevægede sig i modsatte retninger, ville de magnetiske felter, der ledsagede hver strøm, ophæve hinanden (Hari og Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Disse komplekse processer kan visualiseres takket være neuroimaging teknikker, herunder finde en, som vi ønsker at fremhæve, og vi vil behandle mere detaljeret i denne artikel, den magnetoencefalografi.

• Du kan være interesseret i: "Typer af neuroner: egenskaber og funktioner"

Hvad er magnetoencefalografi?

Magnetoencefalografi (MEG) er en neuroimaging teknik, der bruges til at måle de magnetiske felter, der produceres af elektriske strømme i hjernen. Disse elektriske strømme produceres gennem neurale forbindelser i hele hjernen for at producere flere funktioner. Hver funktion producerer bestemte hjernebølger, og dette ville give os mulighed for at opdage, for eksempel, om en person er vågen eller sover.

MAG er også en ikke-invasiv medicinsk test; under håndtering skal der derfor ikke indsættes noget instrument i kraniet for at detektere interneuronale elektriske signaler. Dette værktøj gør det derfor muligt at studere den menneskelige hjerne 'in vivo' vi kan opdage forskellige mekanismer i hjernen i fuld drift, mens personen modtager bestemte stimuli eller udfører en eller anden aktivitet. Samtidig giver det os mulighed for at lokalisere en eventuel anomali (Del Abril, 2009).

Med MEG kan vi visualisere mobile tredimensionelle billeder, som vi kan detektere på en præcis måde, udover anomalierne, deres struktur og den funktion, de opfylder. Dette giver fagfolk mulighed for at undersøge, om der er nogen sammenhæng med personligheden hos de forsøgspersoner, der præsenterer disse anomalier, undersøge, om genetik spiller en relevant rolle og endda kontrast, hvis de påvirker kognition og følelser.

• Relateret artikel: "De 5 vigtigste teknologier til undersøgelse af hjernen"

Hvem har ansvaret, og hvor bruges MEG normalt?

Den specialiserede fagmand med ansvar for at udføre disse hjerneevalueringstest er radiologlægen.

Denne test, såvel som resten af ​​neuroimaging-teknikker, udføres normalt på hospitalsmiljøer, hvor alt det nødvendige maskineri er tilgængeligt.

Systemerne, der udfører MEG'en, udføres i et specialiseret rum, der skal beskyttes for at forhindre interferens, der kunne frembringes af de stærke magnetiske signaler, som miljøet ville producere, hvis det blev udført et sted nogen.

For at udføre denne test patienten indkvarteres i en siddende stilling og en "hjelm" indeholdende magnetiske sensorer placeres over hovedet. Signalerne, der giver MEG-målingen, detekteres af en computer.

Andre teknikker, der gør det muligt at studere hjernen 'in vivo'

Neuroimaging-teknikker, også kendt som neuroradiologiske tests, er dem, der gør det muligt at få et billede af hjernestrukturen i fuld drift. Disse teknikker tillade undersøgelse af forstyrrelser eller abnormiteter i centralnervesystemet for at finde en behandling.

Ifølge Del Abril et al. (2009) er de mest anvendte teknikker i de senere år, bortset fra magnetoencefalografi, følgende.

1. Computerstyret aksial tomografi (CT)

Denne teknik bruges gennem en computer, der er forbundet til en røntgenmaskine.. Målet er at fange en række detaljerede billeder af indersiden af ​​hjernen, taget fra forskellige vinkler.

2. Kernemagnetisk resonans (NMR)

For at udvikle denne teknik bruges en stor elektromagnet, radiobølger og en computer til at tage detaljerede billeder af hjernen. MR giver billeder af højere kvalitet end dem, der opnås med CT. Denne teknik var et gennembrud for hjernebilledforskning.

3. Positron emissionstomografi (PET)

Det betragtes som en af ​​de mest invasive teknikker. Det bruges til at måle den metaboliske aktivitet i forskellige områder af hjernen.

Det her det opnås ved at injicere patienten med et radioaktivt stof, der binder til glukose for senere at binde til cellemembraner af centralnervesystemet gennem blodbanen.

Glukose ophobes hurtigt i de områder med den højeste metaboliske aktivitet. Dette gør det muligt at identificere et fald i antallet af neuroner i et bestemt område af hjernen, i tilfælde af at hypometabolisme detekteres.

• Du kan være interesseret i: "Erhvervet hjerneskade: dens top 3 årsager"

4. Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI)

Denne teknik er en anden variant, der bruges til at visualisere de hjerneområder, der er aktive på bestemte tidspunkter, eller når de udfører en eller anden aktivitet; hvilket opnås ved at detektere stigningen i ilt i blodet i de mest aktive områder. Giver billeder i bedre opløsning end andre funktionelle billedbehandlingsteknikker.

5. Elektroencefalogram (EEG)

Teknik startede i 1920'erne, der bruges til at måle hjernens elektriske aktivitet ved at placere elektroder på kraniet.

Formålet med dette værktøj er at undersøge hjernebølgemønstre forbundet med specifikke adfærdstilstande (s. For eksempel er betabølger forbundet med en tilstand af årvågenhed og også af vågenhed; mens deltabølger er forbundet med søvn) og tillader også påvisning af mulige neurologiske ændringer (s. epilepsi).

En stor fordel, som MEG har i forhold til EEG, er evnen til at afsløre den tredimensionelle placering af den gruppe af neuroner, der genererer det magnetiske felt, der måles.

• Du kan være interesseret i: "Dele af den menneskelige hjerne (og funktioner)"

Fordele og ulemper ved Magnetoencephalography

Som med enhver ressource til at gøre hjernen til en forståelig virkelighed og i stand til at levere relevante data, har magnetoencefalografi visse fordele og ulemper. Lad os se, hvad de er.

Fordel

Ifølge Zhang, Zhang, Reynoso og Silva-Pereya (2014) skiller følgende sig ud blandt fordelene ved denne revolutionerende hjernemålingsteknik.

Som tidligere nævnt er det en ikke-invasiv test, så det er ikke nødvendigt at trænge ind i kraniets indre med en eller anden type instrument specialiseret til at kunne måle de magnetiske felter, der udsendes af neurale strømme i de forskellige områder af hjernen. Hvad mere er, er det den eneste fuldstændig ikke-invasive neuroimaging teknik. Selvfølgelig skader dets brug ikke.

Derudover giver det mulighed for se funktionelle billeder af hjernen på tidspunkter, hvor det udledes, at der kan være tale om en lidelse men der er ingen anatomisk bevis for det. Derfor viser denne test det lokale punkt for hjerneaktivitet med høj præcision.

En anden fordel der er fundet er at det også giver mulighed for undersøge spædbørn, som endnu ikke har opnået evnen til at udsende adfærdsmæssige reaktioner.

Endelig, ifølge Maestu et al. (2005) MEG-signalet nedbrydes ikke af dets passage gennem forskellige væv; noget, der opstår med de strømme, der fanges af EEG. Dette gør det muligt for magnetoencefalografi at måle neuronale signaler direkte og i løbet af få millisekunder.

Ulemper

Ifølge Maestu et al. (2005) præsenterer MEG nogle begrænsninger, der forhindrer det i at være den definitive teknik inden for studiet af kognitioner. Disse begrænsninger er:

• Umulighed at fange kilder, der befinder sig i hjernens dyb.
• Høj følsomhed over for det miljø, som testen finder sted i.