Magnetoentsefalograafia: mis see on ja milleks seda kasutatakse

Magnetoentsefalograafia on üks tuntumaid neuroimaging tehnikaid, mida kasutatakse nii kliinilistes sekkumisprogrammides kui ka inimaju uuringutes. Seetõttu on see näide sellest, kuidas tehnoloogia aitab meil end paremini tundma õppida.

Selles artiklis näeme, millest magnetoentsefalograafia koosneb ja kuidas see toimibja millised on selle kasutusalad.

• Seotud artikkel: "Neuropsühholoogia: mis see on ja mis on selle uurimisobjekt?"

Aju mõistmine uutest tehnoloogiatest

Selles pole kahtlust aju on süsteem, mis koosneb miljonitest väga keerukatest bioloogilistest protsessidest, mille hulgast tasub esile tõsta keelt, taju, tunnetust ja motoorset juhtimist. Seetõttu on see keha tuhandeid aastaid äratanud suurt huvi kõikvõimalikes teadlastes, kes on esitanud selle funktsioonide kohta erinevaid hüpoteese.

Mõned aastad tagasi kasutati kognitiivsete protsesside mõõtmiseks käitumuslikke mõõtmisvõtteid; nagu reaktsiooniaja mõõtmine ning paberi ja pliiatsi testid. Hiljem, 90ndatel, võimaldasid suured tehnoloogilised edusammud registreerida nende kognitiivsete protsessidega seotud ajutegevust. See oli suur kvalitatiivne hüpe selles uurimisvaldkonnas ja täiendus traditsioonilistele tehnikatele, mida tänapäevalgi kasutatakse.

Tänu neile edusammudele on tänapäeval teada, et in ajufunktsioon hõlmab miljardeid neuroneid, mis on omavahel seotud, moodustades nn sünaptilised ühendused ja need ühendused pannakse liikuma aju elektriimpulsside toimel.

Võib öelda, et iga neuron töötab nagu "väike elektrokeemiline pump", mis sisaldab ioone, laetud elektriga ja on pidevas liikumises nii rakumembraani sees kui ka väljaspool neuron. Kui neuronid on laetud, suunavad nad rakkudesse voolu ja neid omakorda stimuleeritakse; põhjustades nn aktsioonipotentsiaali, mis põhjustab neuroni laetud ioonide voolu.

See elektripotentsiaal liigub, kuni see jõuab presünaptilisse piirkonda ja seejärel vabaneb sünaptilises ruumis neurotransmitterid, mis pääsevad ligi raku postsünaptilisele membraanile ja põhjustavad koheselt intra- ja rakuväline.

Kui korraga aktiveeritakse mitu neuronit ja sünaptiliselt ühendatud rakku, pakuvad nad elektrivoolu vool, millega kaasneb magnetväli ja vastavalt sellele voolavad nad ajukooresse.

Arvatakse, et magnetvälja tekitamiseks, mida mõõdetakse pähe asetatud mõõteriistadega, 50 000 või enam neuronit peavad olema aktiivsed ja omavahel seotud. Kui oleks nii, et elektrivoolud liiguvad vastassuundades, siis iga vooluga kaasnevad magnetväljad tühistaksid üksteist (Hari ja Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Neid keerulisi protsesse saab visualiseerida tänu neuroimaging tehnikatele, sealhulgas leidke üks, mida tahame esile tõsta, ja käsitleme selles artiklis üksikasjalikumalt magnetoentsefalograafia.

• Teid võivad huvitada: "Neuronite tüübid: omadused ja funktsioonid"

Mis on magnetoentsefalograafia?

Magnetoentsefalograafia (MEG) on neuropildistamise tehnika, mida kasutatakse aju elektrivoolude tekitatud magnetväljade mõõtmiseks. Need elektrivoolud toodetakse närviühenduste kaudu kogu ajus, et toota mitmeid funktsioone. Iga funktsioon tekitab teatud ajulaineid ja see võimaldaks meil näiteks tuvastada, kas inimene on ärkvel või magab.

MAG on ka mitteinvasiivne meditsiiniline test; seetõttu ei pea käsitsemise ajal koljusse sisestama ühtegi instrumenti, et tuvastada neuronaalsete elektriliste signaalide olemasolu. See tööriist võimaldab seega uurida inimese aju "in vivo". suudame tuvastada aju erinevaid mehhanisme täistöökorras sel ajal, kui inimene saab teatud stiimuleid või sooritab mingit tegevust. Samal ajal võimaldab see tuvastada anomaalia, kui see on olemas (Del Abril, 2009).

MEG-iga saame visualiseerida mobiilseid kolmemõõtmelisi pilte, mille abil saame täpselt tuvastada, lisaks kõrvalekalded, nende struktuur ja funktsioon, mida nad täidavad. See võimaldab spetsialistidel uurida, kas esinevate subjektide isiksusega on seos Need kõrvalekalded uurivad, kas geneetika mängib olulist rolli, ja isegi vastanduvad, kui need mõjutavad tunnetust ja emotsioonid.

• Seotud artikkel: "5 peamist tehnoloogiat aju uurimiseks"

Kes vastutab ja kus MEG-i tavaliselt kasutatakse?

Spetsialiseerunud spetsialist, kes vastutab nende aju hindamise testide tegemise eest arst radioloog.

See test, nagu ka ülejäänud neuroimaging tehnikad, viiakse tavaliselt läbi haiglas, kus on olemas kõik vajalikud seadmed.

MEG-i teostavad süsteemid viiakse läbi spetsiaalses ruumis, mis peab olema kaitstud, et vältida häired, mida võivad tekitada tugevad magnetsignaalid, mida keskkond tekitaks, kui see toimuks kohas ükskõik milline.

Selle testi läbiviimiseks patsient majutatakse istuvasse asendisse ja tema pea kohale asetatakse magnetandureid sisaldav "kiiver". MEG mõõtmist pakkuvad signaalid tuvastab arvuti.

Muud tehnikad, mis võimaldavad aju in vivo uurida

Neuroimaging tehnikad, tuntud ka kui neuroradioloogilised testid, on need, mis võimaldavad saada pildi aju struktuurist täielikus töös. Need tehnikad võimaldab uurida kesknärvisüsteemi häireid või kõrvalekaldeid, et leida ravi.

Del Abrili et al. (2009) on viimastel aastatel enim kasutatud tehnikad peale magnetoentsefalograafia järgmised.

1. Arvutiaksiaalne tomograafia (CT)

Seda tehnikat kasutatakse arvuti kaudu, mis on ühendatud röntgeniaparaadiga.. Eesmärk on jäädvustada seeria üksikasjalikke pilte aju sisemusest, mis on tehtud erinevate nurkade alt.

2. Tuumamagnetresonants (NMR)

Selle tehnika arendamiseks kasutatakse ajust üksikasjalike kujutiste jäädvustamiseks suurt elektromagneti, raadiolaineid ja arvutit. MRI annab kõrgema kvaliteediga pilte kui CT-ga saadud. See tehnika oli läbimurre aju kuvamise uurimisel.

3. Positronemissioontomograafia (PET)

Seda peetakse üheks kõige invasiivsemaks tehnikaks. Seda kasutatakse aju erinevate piirkondade metaboolse aktiivsuse mõõtmiseks.

See see saavutatakse, süstides patsiendile radioaktiivset ainet, mis seondub glükoosiga, et hiljem seostuda rakumembraanidega kesknärvisüsteemi kaudu vereringesse.

Glükoos koguneb kiiresti kõrgeima metaboolse aktiivsusega piirkondadesse. See võimaldab hüpometabolismi tuvastamise korral tuvastada neuronite arvu vähenemist teatud ajupiirkonnas.

• Teid võivad huvitada: "Omandatud ajukahjustus: selle kolm peamist põhjust"

4. Funktsionaalne magnetresonantstomograafia (fMRI)

See tehnika on teine ​​variant, mida kasutatakse teatud ajahetkedel või mõne tegevuse sooritamisel aktiivsete ajupiirkondade visualiseerimiseks; mis saavutatakse hapnikusisalduse suurenemise tuvastamisega veres nendes kõige aktiivsemates piirkondades. Pakub parema eraldusvõimega pilte kui teised funktsionaalsed pildistamistehnikad.

5. Elektroentsefalogramm (EEG)

1920. aastatel sai alguse tehnika, mida kasutatakse aju elektrilise aktiivsuse mõõtmiseks, asetades koljule elektroodid.

Selle tööriista eesmärk on uurida konkreetsete käitumisseisunditega seotud ajulainete mustreid (lk. Näiteks beetalaineid seostatakse erksuse ja ka ärkvelolekuga; samas kui delta-laineid seostatakse unega) ning võimaldab tuvastada ka võimalikke neuroloogilisi muutusi (lk. nt epilepsia).

MEG-i suur eelis EEG ees on võime paljastada mõõdetavat magnetvälja genereeriva neuronirühma kolmemõõtmeline asukoht.

• Teid võivad huvitada: "Inimese aju osad (ja funktsioonid)"

Magnetoentsefalograafia eelised ja puudused

Nagu iga ressursi puhul, mis muudab aju arusaadavaks reaalsuseks ja suudab pakkuda asjakohaseid andmeid, on magnetoentsefalograafial teatud eelised ja puudused. Vaatame, mis need on.

Eelis

Zhangi, Zhangi, Reynoso ja Silva-Pereya (2014) sõnul paistavad selle revolutsioonilise aju mõõtmise tehnika eeliste hulgas silma järgmised.

Nagu eelnevalt öeldud, on see mitteinvasiivne test, seega mingit tüüpi instrumendiga pole vaja kolju sisemusse tungida spetsialiseerunud suutma mõõta närvivoolude poolt aju erinevates piirkondades kiirgavaid magnetvälju. Veelgi enam, see on ainus täiesti mitteinvasiivne neuropildistamise tehnika. Muidugi ei tee selle kasutamine paha.

Lisaks võimaldab see võimalust vaadata aju funktsionaalseid pilte aegadel, mil järeldatakse, et tegemist võib olla häirega kuid selle tõestuseks pole anatoomilisi tõendeid. Seetõttu näitab see test suure täpsusega kohalikku ajutegevuse punkti.

Teine leitud eelis on see, et see pakub ka võimalust uurige imikuid, kes pole veel omandanud võimet väljastada käitumuslikke reaktsioone.

Lõpuks, vastavalt Maestu jt. (2005) MEG-signaali ei halvene selle läbimine läbi erinevate kudede; midagi, mis juhtub EEG-ga püütud vooludega. See võimaldab magnetoentsefalograafia abil mõõta neuronite signaale otse ja mõne millisekundi jooksul.

Puudused

Vastavalt Maestu jt. (2005) esitab MEG mõned piirangud, mis ei lase sellel olla lõplik tehnika tunnetuste uurimisel. Need piirangud on järgmised:

• Aju sügavustes asuvate allikate tabamise võimatus.
• Kõrge tundlikkus keskkonna suhtes, milles test toimub.