Magnetoencephalography: apa itu dan apa kegunaannya

Magnetoencephalography adalah salah satu teknik neuroimaging paling terkenal yang digunakan baik dalam program intervensi klinis dan dalam penelitian tentang otak manusia. Oleh karena itu, ini adalah contoh bagaimana teknologi membantu kita untuk mengenal diri kita lebih baik.

Dalam artikel ini kita akan melihat apa yang terdiri dari magnetoencephalography dan bagaimana cara kerjanya, dan apa kegunaannya.

• Artikel terkait: "Neuropsikologi: apa itu dan apa objek studinya?"

Memahami otak dari teknologi baru

Tidak ada keraguan bahwa otak adalah sistem yang terdiri dari jutaan proses biologis yang sangat kompleks, di antaranya ada baiknya menyoroti bahasa, persepsi, kognisi, dan kontrol motorik. Itulah sebabnya selama ribuan tahun tubuh ini telah membangkitkan minat besar dari semua jenis sarjana yang telah memberikan berbagai hipotesis tentang fungsinya.

Beberapa tahun yang lalu, untuk mengukur proses kognitif, teknik pengukuran perilaku digunakan; seperti pengukuran waktu reaksi dan tes kertas dan pensil. Kemudian, sepanjang tahun 90-an, kemajuan teknologi yang hebat memungkinkan untuk merekam aktivitas otak yang terkait dengan proses kognitif ini. Ini adalah lompatan kualitatif yang hebat di bidang penelitian ini dan pelengkap teknik tradisional yang masih digunakan sampai sekarang.

Berkat kemajuan ini, hari ini diketahui bahwa di fungsi otak melibatkan miliaran neuron yang saling berhubungan, membentuk apa yang dikenal sebagai koneksi sinaptik dan koneksi ini digerakkan oleh impuls listrik di otak.

Setiap neuron dapat dikatakan bekerja seolah-olah itu adalah "pompa elektrokimia kecil" yang mengandung ion, yaitu: bermuatan listrik, dan terus bergerak, baik di dalam maupun di luar membran sel saraf. Ketika neuron diisi, mereka memberikan aliran arus ke dalam sel, dan ini pada gilirannya dirangsang; menyebabkan apa yang dikenal sebagai potensial aksi yang menyebabkan neuron menembakkan aliran ion bermuatan.

Potensial listrik ini bergerak hingga mencapai daerah prasinaps dan kemudian dilepaskan di ruang sinaptik neurotransmiter yang mengakses membran postsinaptik sel dan segera menyebabkan ekstraseluler.

Ketika beberapa neuron dan sel-sel yang saling berhubungan secara sinaptik diaktifkan secara bersamaan, mereka menyediakan: aliran arus listrik yang disertai medan magnet dan, karenanya, mereka mengalir ke korteks serebral.

Diperkirakan bahwa untuk memulai medan magnet, diukur melalui alat ukur yang diletakkan di kepala, 50.000 neuron atau lebih perlu aktif dan saling berhubungan. Jika terjadi arus listrik yang bergerak berlawanan arah, maka medan magnet yang mengiringi setiap arus akan saling meniadakan (Hari dan Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Proses kompleks ini dapat divisualisasikan berkat teknik neuroimaging, termasuk: temukan satu yang ingin kami soroti dan kami akan membahas lebih detail di artikel ini, the magnetoensefalografi.

• Anda mungkin tertarik pada: "Jenis neuron: karakteristik dan fungsi"

Apa itu magnetoensefalografi?

Magnetoensefalografi (MEG) adalah teknik neuroimaging yang digunakan untuk mengukur medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik di otak. Arus listrik ini dihasilkan melalui koneksi saraf di seluruh otak untuk menghasilkan banyak fungsi. Setiap fungsi menghasilkan gelombang otak tertentu dan ini akan memungkinkan kita untuk mendeteksi, misalnya, jika seseorang bangun atau tidur.

MAG juga merupakan tes medis non-invasif; oleh karena itu, selama penanganan, tidak ada instrumen yang perlu dimasukkan ke dalam tengkorak untuk mendeteksi sinyal listrik interneuronal. Alat ini memungkinkan untuk mempelajari otak manusia 'in vivo', oleh karena itu kita dapat mendeteksi berbagai mekanisme otak dalam operasi penuh saat orang tersebut menerima rangsangan tertentu atau melakukan beberapa aktivitas. Pada saat yang sama, memungkinkan kita untuk menemukan anomali, jika ada (Del Abril, 2009).

Dengan MEG, kami dapat memvisualisasikan gambar tiga dimensi seluler yang dapat kami deteksi dengan cara yang tepat, selain anomali, strukturnya, dan fungsi yang dipenuhinya. Ini memungkinkan para profesional untuk menyelidiki apakah ada hubungan dengan kepribadian subjek yang hadir anomali ini, pelajari apakah genetika memainkan peran yang relevan dan bahkan kontras jika mereka memengaruhi kognisi dan emosi.

• Artikel terkait: "5 teknologi utama untuk mempelajari otak"

Siapa yang bertanggung jawab dan di mana MEG biasanya digunakan?

Profesional khusus yang bertugas melakukan tes evaluasi otak ini adalah dokter radiologi.

Tes ini, serta teknik neuroimaging lainnya, biasanya dilakukan di rumah sakit di mana semua mesin yang diperlukan tersedia.

Sistem yang melakukan MEG dilakukan di ruangan khusus yang harus dilindungi untuk mencegah interferensi yang dapat dihasilkan oleh sinyal magnetik kuat yang akan dihasilkan oleh lingkungan jika dilakukan di suatu tempat setiap.

Untuk melakukan tes ini pasien diakomodasi dalam posisi duduk dan "helm" yang berisi sensor magnetik ditempatkan di atas kepala. Sinyal yang memberikan pengukuran MEG dideteksi oleh komputer.

Teknik lain yang memungkinkan mempelajari otak 'in vivo'

Teknik neuroimaging, juga dikenal sebagai tes neuroradiologi, adalah teknik yang memungkinkan untuk memperoleh gambar struktur otak dalam operasi penuh. Teknik-teknik ini memungkinkan studi gangguan atau kelainan sistem saraf pusat untuk menemukan pengobatan.

Menurut Del Abril dkk. (2009) teknik yang paling banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir, selain magnetoencephalography, adalah sebagai berikut.

1. Tomografi aksial terkomputerisasi (CT)

Teknik ini digunakan melalui komputer yang terhubung dengan mesin sinar-X.. Tujuannya adalah untuk menangkap serangkaian gambar detail bagian dalam otak, yang diambil dari berbagai sudut.

2. Resonansi Magnetik Nuklir (NMR)

Untuk mengembangkan teknik ini, penggunaan elektromagnet besar, gelombang radio, dan komputer digunakan untuk menangkap gambar detail otak. MRI memberikan gambar berkualitas lebih tinggi daripada yang diperoleh dengan CT. Teknik ini merupakan terobosan untuk penelitian pencitraan otak.

3. Tomografi emisi positron (PET)

Ini dianggap sebagai salah satu teknik paling invasif. Ini digunakan untuk mengukur aktivitas metabolisme berbagai daerah otak.

Ini itu dicapai dengan menyuntikkan pasien dengan zat radioaktif yang mengikat glukosa untuk kemudian mengikat membran sel sistem saraf pusat melalui aliran darah.

Glukosa terakumulasi dengan cepat di daerah dengan aktivitas metabolisme tertinggi. Ini memungkinkan untuk mengidentifikasi penurunan jumlah neuron di area otak tertentu, jika hipometabolisme terdeteksi.

• Anda mungkin tertarik pada: "Kerusakan Otak yang Diperoleh: 3 Penyebab Utamanya"

4. Pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI)

Teknik ini adalah varian lain yang digunakan untuk memvisualisasikan daerah otak yang aktif pada waktu tertentu atau saat melakukan beberapa aktivitas; yang dicapai dengan mendeteksi peningkatan oksigen dalam darah di area yang paling aktif. Memberikan gambar resolusi yang lebih baik daripada teknik pencitraan fungsional lainnya.

5. Elektroensefalogram (EEG)

Teknik dimulai pada tahun 1920-an yang digunakan untuk mengukur aktivitas listrik otak dengan menempatkan elektroda pada tengkorak.

Tujuan dari alat ini adalah untuk selidiki pola gelombang otak yang terkait dengan keadaan perilaku tertentu (P. Misalnya, gelombang beta dikaitkan dengan keadaan waspada dan juga terjaga; sementara gelombang delta berhubungan dengan tidur) dan juga memungkinkan deteksi kemungkinan perubahan neurologis (hal. g. epilepsi).

Keuntungan besar yang dimiliki MEG dibandingkan EEG adalah kemampuan untuk mengungkapkan lokasi tiga dimensi dari kelompok neuron yang menghasilkan medan magnet yang diukur.

• Anda mungkin tertarik pada: "Bagian dari otak manusia (dan fungsinya)"

Keuntungan dan kerugian dari Magnetoencephalography

Seperti halnya sumber daya apa pun untuk membuat otak menjadi kenyataan yang dapat dipahami dan mampu memberikan data yang relevan, magnetoensefalografi memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu. Mari kita lihat apa mereka.

Keuntungan

Menurut Zhang, Zhang, Reynoso dan Silva-Pereya (2014), di antara kelebihan teknik pengukuran otak revolusioner ini, berikut ini menonjol.

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, ini adalah tes non-invasif, jadi tidak perlu menembus bagian dalam tengkorak dengan beberapa jenis instrumen khusus untuk dapat mengukur medan magnet yang dipancarkan oleh arus saraf di berbagai wilayah otak. Terlebih lagi, ini adalah satu-satunya teknik neuroimaging yang sepenuhnya non-invasif. Tentu saja, penggunaannya tidak ada salahnya.

Selain itu, memungkinkan kemungkinan melihat gambar fungsional otak pada saat disimpulkan bahwa mungkin ada gangguan tetapi tidak ada bukti anatomis untuk membuktikannya. Itulah mengapa tes ini menunjukkan titik lokal aktivitas otak dengan presisi tinggi.

Keuntungan lain yang telah ditemukan adalah ia juga menawarkan kemungkinan memeriksa bayi yang belum memperoleh kemampuan untuk memancarkan respons perilaku.

Terakhir, menurut Maestu et al. (2005) sinyal MEG tidak terdegradasi oleh perjalanannya melalui jaringan yang berbeda; sesuatu yang terjadi dengan arus yang ditangkap oleh EEG. Hal ini memungkinkan magnetoencephalography untuk mengukur sinyal saraf secara langsung dan dalam hitungan milidetik.

Kekurangan

Menurut Maestu dkk. (2005) MEG mempersembahkan beberapa keterbatasan yang mencegahnya menjadi teknik definitif di bidang studi kognisi. Keterbatasan tersebut adalah:

• Ketidakmungkinan menangkap sumber yang berada di kedalaman otak.
• Sensitivitas tinggi terhadap lingkungan di mana tes berlangsung.