Magnetoencefalografia: cos'è e a cosa serve

La magnetoencefalografia è una delle tecniche di neuroimaging più note utilizzate sia nei programmi di intervento clinico che nelle linee di ricerca sul cervello umano. Pertanto, è un esempio di come la tecnologia ci aiuta a conoscerci meglio.

In questo articolo vedremo in cosa consiste e come funziona la magnetoencefalografia, e quali sono i suoi usi.

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Comprendere il cervello dalle nuove tecnologie

Non c'è dubbio che il cervello è un sistema composto da milioni di processi biologici altamente complessi, tra cui vale la pena evidenziare il linguaggio, la percezione, la cognizione e il controllo motorio. Ecco perché per migliaia di anni questo organismo ha suscitato grande interesse da parte di studiosi di ogni genere che hanno fornito varie ipotesi sulle sue funzioni.

Alcuni anni fa, per misurare i processi cognitivi, venivano utilizzate tecniche di misurazione comportamentale; come misurazioni del tempo di reazione e test su carta e matita. Successivamente, durante gli anni '90, i grandi progressi tecnologici hanno permesso di registrare l'attività cerebrale correlata a questi processi cognitivi. Questo è stato un grande salto di qualità in questo campo di ricerca e un complemento alle tecniche tradizionali che vengono utilizzate ancora oggi.

Grazie a questi progressi, oggi si sa che in la funzione cerebrale coinvolge miliardi di neuroni interconnessi, formando ciò che è noto come connessioni sinaptiche e queste connessioni sono messe in moto da impulsi elettrici nel cervello.

Si può dire che ogni neurone funziona come se fosse una "piccola pompa elettrochimica" che contiene ioni, che sono carichi di elettricità, e sono in continuo movimento, sia all'interno che all'esterno della membrana cellulare del neurone. Quando i neuroni sono carichi, forniscono un flusso di corrente nelle cellule e queste a loro volta vengono stimolate; causando quello che è noto come un potenziale d'azione che fa sì che il neurone generi il flusso di ioni carichi.

Questo potenziale elettrico si sposta fino a raggiungere la regione presinaptica e poi si rilascia nello spazio sinaptico neurotrasmettitori che accedono alla membrana postsinaptica cellulare e causano immediatamente intra e extracellulare.

Quando più neuroni e cellule interconnesse sinapticamente vengono attivati ​​simultaneamente, forniscono un flusso di corrente elettrica accompagnato da un campo magnetico e, di conseguenza, fluiscono nella corteccia cerebrale.

Si stima che per originare un campo magnetico, misurabile tramite strumenti di misura che vengono posti sulla testa, 50.000 neuroni o più devono essere attivi e interconnessi. Se ci fossero correnti elettriche che si muovono in direzioni opposte, i campi magnetici che accompagnano ciascuna corrente si annullerebbero a vicenda (Hari e Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Questi processi complessi possono essere visualizzati grazie a tecniche di neuroimaging, tra cui trovane uno che vogliamo evidenziare e che affronteremo in modo più dettagliato in questo articolo, il magnetoencefalografia.

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Cos'è la magnetoencefalografia?

La magnetoencefalografia (MEG) è una tecnica di neuroimaging utilizzata per misurare i campi magnetici prodotti dalle correnti elettriche nel cervello. Queste correnti elettriche sono prodotte attraverso connessioni neurali in tutto il cervello al fine di produrre molteplici funzioni. Ogni funzione produce determinate onde cerebrali e questo ci permetterebbe di rilevare, ad esempio, se una persona è sveglia o dorme.

Il MAG è anche un esame medico non invasivo; pertanto, durante la manipolazione, non è necessario inserire alcuno strumento nel cranio per rilevare i segnali elettrici interneuronali. Questo strumento permette di studiare il cervello umano 'in vivo', quindi possiamo rilevare vari meccanismi del cervello in piena attività mentre la persona riceve determinati stimoli o svolge alcune attività. Allo stesso tempo, ci consente di individuare un'eventuale anomalia (Del Abril, 2009).

Con il MEG possiamo visualizzare immagini tridimensionali mobili con le quali possiamo rilevare in modo preciso, oltre alle anomalie, la loro struttura e la funzione che svolgono. Ciò consente ai professionisti di indagare se esiste qualche relazione con la personalità dei soggetti che presentano queste anomalie, studia se la genetica gioca un ruolo rilevante e persino contrasta se influenzano la cognizione e emozioni.

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Chi è responsabile e dove viene solitamente utilizzato MEG?

Il professionista specializzato incaricato di eseguire questi test di valutazione del cervello è il medico radiologo.

Questo test, così come il resto delle tecniche di neuroimaging, viene solitamente eseguito in ambienti ospedalieri dove sono disponibili tutti i macchinari necessari.

Gli impianti che eseguono il MEG vengono realizzati in un locale specializzato che deve essere protetto per evitare il interferenza che potrebbe essere prodotta dai forti segnali magnetici che l'ambiente produrrebbe se fosse effettuata in un luogo qualunque.

Per eseguire questo test il paziente viene accomodato in posizione seduta e sopra la testa viene posto un "casco" contenente sensori magnetici. I segnali che forniscono la misurazione MEG vengono rilevati da un computer.

Altre tecniche che permettono di studiare il cervello 'in vivo'

Le tecniche di neuroimaging, note anche come test di neuroradiologia, sono quelle che consentono di ottenere un'immagine della struttura cerebrale in piena attività. Queste tecniche consentire lo studio di disturbi o anomalie del sistema nervoso centrale al fine di trovare un trattamento.

Secondo Del Abril et al. (2009) le tecniche più utilizzate negli ultimi anni, a parte la magnetoencefalografia, sono le seguenti.

1. Tomografia assiale computerizzata (TC)

Questa tecnica viene utilizzata tramite un computer collegato a una macchina a raggi X.. L'obiettivo è catturare una serie di immagini dettagliate dell'interno del cervello, prese da varie angolazioni.

2. Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)

Per sviluppare questa tecnica, viene utilizzato l'uso di un grande elettromagnete, onde radio e un computer per acquisire immagini dettagliate del cervello. La risonanza magnetica fornisce immagini di qualità superiore rispetto a quelle ottenute con la TC. Questa tecnica è stata una svolta per la ricerca sull'imaging cerebrale.

3. Tomografia ad emissione di positroni (PET)

È considerata una delle tecniche più invasive. Viene utilizzato per misurare l'attività metabolica di diverse regioni del cervello.

Questo si ottiene iniettando al paziente una sostanza radioattiva che si lega al glucosio per poi legarsi alle membrane cellulari del sistema nervoso centrale attraverso il flusso sanguigno.

Il glucosio si accumula rapidamente nelle zone a più alta attività metabolica. Ciò consente di identificare una diminuzione del numero di neuroni in una determinata area del cervello, nel caso in cui venga rilevato un ipometabolismo.

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4. Risonanza magnetica funzionale (fMRI)

Questa tecnica è un'altra variante che viene utilizzata per visualizzare le regioni cerebrali che sono attive in determinati momenti o durante l'esecuzione di alcune attività; che si ottiene rilevando l'aumento di ossigeno nel sangue in quelle zone più attive. Fornisce immagini con una risoluzione migliore rispetto ad altre tecniche di imaging funzionale.

5. Elettroencefalogramma (EEG)

Tecnica iniziata negli anni '20 che viene utilizzata per misurare l'attività elettrica del cervello posizionando degli elettrodi sul cranio.

L'obiettivo di questo strumento è quello di indagare i modelli delle onde cerebrali associati a stati comportamentali specifici (P. Ad esempio, le onde beta sono associate a uno stato di allerta e anche di veglia; mentre le onde delta sono associate al sonno) e permette anche di rilevare possibili alterazioni neurologiche (p. g., epilessia).

Un grande vantaggio che MEG ha rispetto all'EEG è la capacità di rivelare la posizione tridimensionale del gruppo di neuroni che sta generando il campo magnetico misurato.

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Vantaggi e svantaggi della Magnetoencefalografia

Come con qualsiasi risorsa per rendere il cervello una realtà comprensibile e in grado di fornire dati rilevanti, la magnetoencefalografia presenta alcuni vantaggi e svantaggi. Vediamo quali sono.

Vantaggio

Secondo Zhang, Zhang, Reynoso e Silva-Pereya (2014), tra i vantaggi di questa rivoluzionaria tecnica di misurazione del cervello, spiccano i seguenti.

Come affermato in precedenza, si tratta di un test non invasivo, quindi non è necessario penetrare l'interno del cranio con qualche tipo di strumento specializzato per poter misurare i campi magnetici emessi dalle correnti neurali nelle varie regioni del cervello. Inoltre, è l'unica tecnica di neuroimaging completamente non invasiva. Certo, il suo uso non fa male.

Inoltre, consente la possibilità di visualizzare immagini funzionali del cervello nei momenti in cui si deduce che potrebbe esserci un disturbo ma non ci sono prove anatomiche per dimostrarlo. Ecco perché questo test mostra il punto locale dell'attività cerebrale con alta precisione.

Un altro vantaggio che è stato riscontrato è che offre anche la possibilità di esaminare i bambini che non hanno ancora acquisito la capacità di emettere risposte comportamentali.

Infine, secondo Maestu et al. (2005) il segnale MEG non viene degradato dal suo passaggio attraverso diversi tessuti; qualcosa che si verifica con le correnti catturate dall'EEG. Ciò consente alla magnetoencefalografia di misurare i segnali neuronali direttamente e in pochi millisecondi.

Svantaggi

Secondo Maestu et al. (2005) il MEG presenta alcune limitazioni che le impediscono di essere la tecnica definitiva nel campo dello studio delle cognizioni. Queste limitazioni sono:

• Impossibilità di catturare fonti che si trovano nelle profondità del cervello.
• Elevata sensibilità all'ambiente in cui si svolge il test.