Μαγνητοεγκεφαλογραφία: τι είναι και σε τι χρησιμοποιείται

Η μαγνητοεγκεφαλογραφία είναι μια από τις πιο γνωστές τεχνικές νευροαπεικόνισης που χρησιμοποιείται τόσο σε προγράμματα κλινικής παρέμβασης όσο και σε γραμμές έρευνας για τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Επομένως, είναι ένα παράδειγμα του πώς η τεχνολογία μας βοηθά να γνωρίσουμε καλύτερα τον εαυτό μας.

Σε αυτό το άρθρο θα δούμε από τι αποτελείται και πώς λειτουργεί η μαγνητοεγκεφαλογραφία, και ποιες είναι οι χρήσεις του.

• Σχετικό άρθρο: «Νευροψυχολογία: τι είναι και ποιο είναι το αντικείμενο μελέτης της;»

Κατανόηση του εγκεφάλου από τις νέες τεχνολογίες

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ο εγκέφαλος είναι ένα σύστημα που αποτελείται από εκατομμύρια εξαιρετικά πολύπλοκες βιολογικές διεργασίες, μεταξύ των οποίων αξίζει να τονιστεί η γλώσσα, η αντίληψη, η γνώση και ο κινητικός έλεγχος. Γι' αυτό εδώ και χιλιάδες χρόνια αυτό το σώμα έχει προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον από κάθε είδους μελετητές που έχουν δώσει διάφορες υποθέσεις για τις λειτουργίες του.

Πριν από μερικά χρόνια, για τη μέτρηση των γνωστικών διαδικασιών, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές μέτρησης της συμπεριφοράς. όπως μετρήσεις χρόνου αντίδρασης και δοκιμές χαρτιού και μολυβιού. Αργότερα, κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '90, οι μεγάλες τεχνολογικές εξελίξεις κατέστησαν δυνατή την καταγραφή της εγκεφαλικής δραστηριότητας που σχετίζεται με αυτές τις γνωστικές διαδικασίες. Αυτό ήταν ένα μεγάλο ποιοτικό άλμα σε αυτόν τον τομέα της έρευνας και συμπλήρωμα των παραδοσιακών τεχνικών που χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα.

Χάρη σε αυτές τις προόδους, σήμερα είναι γνωστό ότι στο Η λειτουργία του εγκεφάλου περιλαμβάνει δισεκατομμύρια νευρώνες που συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας αυτό που είναι γνωστό ως συναπτικές συνδέσεις και αυτές οι συνδέσεις τίθενται σε κίνηση από ηλεκτρικές ώσεις στον εγκέφαλο.

Κάθε νευρώνας μπορεί να ειπωθεί ότι λειτουργεί σαν να ήταν μια «μικρή ηλεκτροχημική αντλία» που περιέχει ιόντα, τα οποία είναι φορτίζονται με ηλεκτρισμό και βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, τόσο εντός όσο και εκτός της κυτταρικής μεμβράνης του νευρώνας. Όταν οι νευρώνες φορτίζονται, παρέχουν μια ροή ρεύματος στα κύτταρα και αυτά με τη σειρά τους διεγείρονται; προκαλώντας αυτό που είναι γνωστό ως δυναμικό δράσης που αναγκάζει τον νευρώνα να πυροδοτήσει τη ροή φορτισμένων ιόντων.

Αυτό το ηλεκτρικό δυναμικό κινείται μέχρι να φτάσει στην προσυναπτική περιοχή και στη συνέχεια απελευθερώνεται στον συναπτικό χώρο νευροδιαβιβαστές που έχουν πρόσβαση στην κυτταρική μετασυναπτική μεμβράνη και προκαλούν αμέσως ενδο- και εξωκυττάρια.

Όταν πολλαπλοί νευρώνες και συναπτικά διασυνδεδεμένα κύτταρα ενεργοποιούνται ταυτόχρονα, παρέχουν μια ροή ηλεκτρικού ρεύματος που συνοδεύεται από μαγνητικό πεδίο και, κατά συνέπεια, ρέουν στον εγκεφαλικό φλοιό.

Υπολογίζεται ότι για να δημιουργηθεί ένα μαγνητικό πεδίο, μετρήσιμο μέσω οργάνων μέτρησης που τοποθετούνται στο κεφάλι, 50.000 νευρώνες ή περισσότεροι πρέπει να είναι ενεργοί και διασυνδεδεμένοι. Εάν ίσχυε ότι υπήρχαν ηλεκτρικά ρεύματα που κινούνταν σε αντίθετες κατευθύνσεις, τα μαγνητικά πεδία που συνόδευαν κάθε ρεύμα θα ακυρώνονταν το ένα το άλλο (Hari και Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Αυτές οι πολύπλοκες διαδικασίες μπορούν να οπτικοποιηθούν χάρη σε τεχνικές νευροαπεικόνισης, συμπεριλαμβανομένων βρείτε ένα που θέλουμε να επισημάνουμε και θα αναφερθούμε λεπτομερέστερα σε αυτό το άρθρο, το μαγνητοεγκεφαλογραφία.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Τύποι νευρώνων: χαρακτηριστικά και λειτουργίες"

Τι είναι η μαγνητοεγκεφαλογραφία;

Η μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG) είναι μια τεχνική νευροαπεικόνισης που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των μαγνητικών πεδίων που παράγονται από τα ηλεκτρικά ρεύματα στον εγκέφαλο. Αυτά τα ηλεκτρικά ρεύματα παράγονται μέσω νευρικών συνδέσεων σε όλο τον εγκέφαλο προκειμένου να παράγουν πολλαπλές λειτουργίες. Κάθε λειτουργία παράγει ορισμένα εγκεφαλικά κύματα και αυτό θα μας επέτρεπε να ανιχνεύσουμε, για παράδειγμα, εάν ένα άτομο είναι ξύπνιο ή κοιμάται.

Το MAG είναι επίσης μια μη επεμβατική ιατρική εξέταση. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια του χειρισμού, δεν χρειάζεται να εισαχθεί κανένα όργανο στο κρανίο για την ανίχνευση των εσωτερικών νευρωνικών ηλεκτρικών σημάτων. Αυτό το εργαλείο καθιστά δυνατή τη μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου «in vivo», επομένως μπορούμε να ανιχνεύσουμε διάφορους μηχανισμούς του εγκεφάλου σε πλήρη λειτουργία ενώ το άτομο δέχεται συγκεκριμένα ερεθίσματα ή εκτελεί κάποια δραστηριότητα. Ταυτόχρονα, μας επιτρέπει να εντοπίσουμε μια ανωμαλία, εάν υπάρχει (Del Abril, 2009).

Με το MEG μπορούμε να οπτικοποιήσουμε κινητές τρισδιάστατες εικόνες με τις οποίες μπορούμε να εντοπίσουμε με ακριβή τρόπο, εκτός από τις ανωμαλίες, τη δομή τους και τη λειτουργία που εκπληρώνουν. Αυτό επιτρέπει στους επαγγελματίες να διερευνήσουν εάν υπάρχει κάποια σχέση με την προσωπικότητα των υποκειμένων που παρουσιάζουν αυτές οι ανωμαλίες, μελετήστε εάν η γενετική παίζει σχετικό ρόλο και ακόμη και η αντίθεση εάν επηρεάζουν τη γνωστική λειτουργία και συναισθήματα.

• Σχετικό άρθρο: «Οι 5 κύριες τεχνολογίες για τη μελέτη του εγκεφάλου»

Ποιος είναι υπεύθυνος και πού χρησιμοποιείται συνήθως το MEG;

Ο εξειδικευμένος επαγγελματίας που είναι υπεύθυνος για τη διενέργεια αυτών των τεστ αξιολόγησης εγκεφάλου είναι ο γιατρός ακτινολόγος.

Αυτό το τεστ, όπως και οι υπόλοιπες τεχνικές νευροαπεικόνισης, πραγματοποιείται συνήθως σε νοσοκομειακά περιβάλλοντα όπου είναι διαθέσιμα όλα τα απαραίτητα μηχανήματα.

Τα συστήματα που εκτελούν το ΜΕΓ πραγματοποιούνται σε εξειδικευμένο δωμάτιο που πρέπει να προστατεύεται για την αποτροπή της παρεμβολές που θα μπορούσαν να παραχθούν από τα ισχυρά μαγνητικά σήματα που θα παρήγαγε το περιβάλλον εάν πραγματοποιούνταν σε ένα μέρος όποιος.

Για να πραγματοποιήσετε αυτό το τεστ ο ασθενής φιλοξενείται σε καθιστή θέση και ένα «κράνος» που περιέχει μαγνητικούς αισθητήρες τοποθετείται πάνω από το κεφάλι. Τα σήματα που παρέχουν τη μέτρηση MEG ανιχνεύονται από έναν υπολογιστή.

Άλλες τεχνικές που επιτρέπουν τη μελέτη του εγκεφάλου "in vivo"

Οι τεχνικές νευροαπεικόνισης, γνωστές και ως νευροακτινολογικές δοκιμασίες, είναι αυτές που επιτρέπουν τη λήψη εικόνας της δομής του εγκεφάλου σε πλήρη λειτουργία. Αυτές οι τεχνικές επιτρέπουν τη μελέτη διαταραχών ή ανωμαλιών του κεντρικού νευρικού συστήματος προκειμένου να βρεθεί μια θεραπεία.

Σύμφωνα με τους Del Abril et al. (2009) οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται περισσότερο τα τελευταία χρόνια, εκτός από τη μαγνητοεγκεφαλογραφία, είναι οι ακόλουθες.

1. Ηλεκτρονική Αξονική Τομογραφία (CT)

Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται μέσω υπολογιστή που είναι συνδεδεμένος σε μηχάνημα ακτίνων Χ.. Στόχος είναι η λήψη μιας σειράς λεπτομερών εικόνων του εσωτερικού του εγκεφάλου, που λαμβάνονται από διάφορες οπτικές γωνίες.

2. Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός (NMR)

Για την ανάπτυξη αυτής της τεχνικής, χρησιμοποιείται ένας μεγάλος ηλεκτρομαγνήτης, ραδιοκύματα και ένας υπολογιστής για τη λήψη λεπτομερών εικόνων του εγκεφάλου. Η μαγνητική τομογραφία παρέχει εικόνες υψηλότερης ποιότητας από αυτές που λαμβάνονται με αξονική τομογραφία. Αυτή η τεχνική ήταν μια σημαντική ανακάλυψη για την έρευνα απεικόνισης εγκεφάλου.

3. Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET)

Θεωρείται μια από τις πιο επεμβατικές τεχνικές. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μεταβολικής δραστηριότητας διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου.

Αυτό επιτυγχάνεται με ένεση στον ασθενή με μια ραδιενεργή ουσία που συνδέεται με τη γλυκόζη για να συνδεθεί αργότερα στις κυτταρικές μεμβράνες του κεντρικού νευρικού συστήματος μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.

Η γλυκόζη συσσωρεύεται γρήγορα στις περιοχές με την υψηλότερη μεταβολική δραστηριότητα. Αυτό καθιστά δυνατό τον εντοπισμό μείωσης του αριθμού των νευρώνων σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου, σε περίπτωση που εντοπιστεί υπομεταβολισμός.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Επίκτητη εγκεφαλική βλάβη: οι 3 κορυφαίες αιτίες της"

4. Λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI)

Αυτή η τεχνική είναι μια άλλη παραλλαγή που χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των περιοχών του εγκεφάλου που είναι ενεργές σε συγκεκριμένες στιγμές ή κατά την εκτέλεση κάποιας δραστηριότητας. που επιτυγχάνεται με την ανίχνευση της αύξησης του οξυγόνου στο αίμα σε εκείνες τις πιο ενεργές περιοχές. Παρέχει εικόνες καλύτερης ανάλυσης από άλλες τεχνικές λειτουργικής απεικόνισης.

5. Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG)

Η τεχνική ξεκίνησε τη δεκαετία του 1920 και χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου με την τοποθέτηση ηλεκτροδίων στο κρανίο.

Ο στόχος αυτού του εργαλείου είναι να να διερευνήσει μοτίβα εγκεφαλικών κυμάτων που σχετίζονται με συγκεκριμένες συμπεριφορικές καταστάσεις (Π. Για παράδειγμα, τα κύματα βήτα συνδέονται με μια κατάσταση εγρήγορσης και επίσης εγρήγορσης. ενώ τα κύματα δέλτα συνδέονται με τον ύπνο) και επιτρέπει επίσης την ανίχνευση πιθανών νευρολογικών αλλοιώσεων (σελ. ζ., επιληψία).

Ένα μεγάλο πλεονέκτημα που έχει το MEG έναντι του EEG είναι η ικανότητα να αποκαλύπτει την τρισδιάστατη θέση της ομάδας των νευρώνων που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο που μετράται.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Μέρη του ανθρώπινου εγκεφάλου (και λειτουργίες)"

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της Μαγνητοεγκεφαλογραφίας

Όπως με κάθε πόρο για να γίνει ο εγκέφαλος μια κατανοητή πραγματικότητα και ικανός να παρέχει σχετικά δεδομένα, η μαγνητοεγκεφαλογραφία έχει ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ας δούμε ποιες είναι αυτές.

Πλεονέκτημα

Σύμφωνα με τους Zhang, Zhang, Reynoso και Silva-Pereya (2014), ανάμεσα στα πλεονεκτήματα αυτής της επαναστατικής τεχνικής μέτρησης του εγκεφάλου, ξεχωρίζουν τα ακόλουθα.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, είναι μια μη επεμβατική εξέταση, άρα δεν είναι απαραίτητο να διεισδύσουμε στο εσωτερικό του κρανίου με κάποιο είδος οργάνου εξειδικευμένο για να μπορεί να μετρήσει τα μαγνητικά πεδία που εκπέμπονται από τα νευρικά ρεύματα στις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Επιπλέον, είναι η μόνη εντελώς μη επεμβατική τεχνική νευροαπεικόνισης. Φυσικά η χρήση του δεν βλάπτει.

Επιπλέον, επιτρέπει τη δυνατότητα δείτε λειτουργικές εικόνες του εγκεφάλου σε στιγμές που συμπεραίνεται ότι μπορεί να υπάρχει διαταραχή αλλά δεν υπάρχουν ανατομικά στοιχεία που να το αποδεικνύουν. Γι' αυτό το τεστ αυτό δείχνει το τοπικό σημείο της εγκεφαλικής δραστηριότητας με υψηλή ακρίβεια.

Ένα άλλο πλεονέκτημα που έχει διαπιστωθεί είναι ότι προσφέρει και τη δυνατότητα εξετάσει τα βρέφη που δεν έχουν ακόμη αποκτήσει την ικανότητα να εκπέμπουν συμπεριφορικές αντιδράσεις.

Τέλος, σύμφωνα με τους Maestu et al. (2005) το σήμα MEG δεν υποβαθμίζεται από το πέρασμά του από διαφορετικούς ιστούς; κάτι που συμβαίνει με τα ρεύματα που συλλαμβάνονται από το ΗΕΓ. Αυτό επιτρέπει στη μαγνητοεγκεφαλογραφία να μετράει τα νευρωνικά σήματα απευθείας και σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Μειονεκτήματα

Σύμφωνα με τους Maestu et al. (2005) το ΜΕΓ παρουσιάζει κάποιους περιορισμούς που την εμποδίζουν να είναι η οριστική τεχνική στο πεδίο της μελέτης των γνωσιών. Αυτοί οι περιορισμοί είναι:

• Αδυναμία σύλληψης πηγών που βρίσκονται στα βάθη του εγκεφάλου.
• Υψηλή ευαισθησία στο περιβάλλον στο οποίο πραγματοποιείται η δοκιμή.