מגנטו-אנצפלוגרפיה: מה זה ולמה זה משמש

מגנטו-אנצפלוגרפיה היא אחת מטכניקות הדמיית המוח הידועות ביותר המשמשות הן בתוכניות התערבות קליניות והן בקווי מחקר על המוח האנושי. לכן, זוהי דוגמה לאופן שבו הטכנולוגיה עוזרת לנו להכיר את עצמנו טוב יותר.

במאמר זה נראה ממה מורכבת מגנטו-אנצפלוגרפיה וכיצד היא פועלת, ומה השימושים שלו.

• מאמר קשור: "נוירופסיכולוגיה: מהי ומה מושא המחקר שלה?"

הבנת המוח מטכנולוגיות חדשות

אין ספק ש המוח הוא מערכת המורכבת ממיליוני תהליכים ביולוגיים מורכבים ביותר, ביניהם כדאי להדגיש שפה, תפיסה, קוגניציה ושליטה מוטורית. לכן במשך אלפי שנים הגוף הזה עורר עניין רב מכל מיני חוקרים שסיפקו השערות שונות לגבי תפקידיו.

לפני מספר שנים, על מנת למדוד תהליכים קוגניטיביים, נעשה שימוש בטכניקות מדידה התנהגותיות; כגון מדידות זמן תגובה ובדיקות נייר ועיפרון. מאוחר יותר, לאורך שנות ה-90, התקדמות טכנולוגית גדולה אפשרה לתעד את הפעילות המוחית הקשורה לתהליכים קוגניטיביים אלו. זו הייתה קפיצה איכותית גדולה בתחום המחקר הזה והשלמה לטכניקות המסורתיות שעדיין משתמשים בהן היום.

הודות להתקדמות אלו, כיום ידוע כי ב תפקוד המוח כולל מיליארדי נוירונים המחוברים ביניהם, יוצרים את מה שמכונה קשרים סינפטיים והחיבורים הללו מופעלים על ידי דחפים חשמליים במוח.

ניתן לומר שכל נוירון פועל כאילו הוא "משאבה אלקטרוכימית קטנה" המכילה יונים, שהם טעונים בחשמל, ונמצאים בתנועה מתמשכת, הן בתוך ומחוץ לקרום התא של ה- עֲצָבוֹן. כאשר נוירונים נטענים, הם מספקים זרימה של זרם לתוך התאים, ואלה בתורם מעוררים; גורם למה שמכונה פוטנציאל פעולה שגורם לנוירון לירות את זרימת היונים הטעונים.

הפוטנציאל החשמלי הזה נע עד שהוא מגיע לאזור הפרה-סינפטי ואז משתחרר במרחב הסינפטי נוירוטרנסמיטורים הנגישים לממברנה הפוסט-סינפטית של התא ומיד גורמים תוך-ו חוץ תאי.

כאשר מספר נוירונים ותאים מחוברים סינפטית מופעלים בו זמנית, הם מספקים זרימה של זרם חשמלי מלווה בשדה מגנטי ובהתאם לכך הם זורמים לתוך קליפת המוח.

ההערכה היא שכדי ליצור שדה מגנטי הניתן למדידה באמצעות מכשירי מדידה המונחים על הראש, 50,000 נוירונים או יותר צריכים להיות פעילים ומקושרים ביניהם. אילו היו זרמים חשמליים הנעים בכיוונים מנוגדים, השדות המגנטיים שליוו כל זרם היו מבטלים זה את זה (Hari and Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

ניתן להמחיש תהליכים מורכבים אלו הודות לטכניקות הדמיה עצבית, כולל מצא אחד שברצוננו להדגיש ואנחנו נתייחס ביתר פירוט במאמר זה, ה מגנטואנצפלוגרפיה.

• אולי יעניין אותך: "סוגי נוירונים: מאפיינים ותפקודים"

מהי מגנטואנצפלוגרפיה?

Magnetoencephalography (MEG) הוא טכניקת הדמיה עצבית המשמשת למדידת השדות המגנטיים המופקים מזרמים חשמליים במוח. זרמים חשמליים אלה מיוצרים באמצעות קשרים עצביים ברחבי המוח על מנת לייצר פונקציות מרובות. כל פונקציה מייצרת גלי מוח מסוימים וזה יאפשר לנו לזהות, למשל, אם אדם ער או ישן.

ה-MAG היא גם בדיקה רפואית לא פולשנית; לכן, במהלך הטיפול, אין צורך להחדיר מכשיר לגולגולת כדי לזהות אותות חשמליים פנימיים. כלי זה מאפשר לחקור את המוח האנושי 'in vivo', לפיכך אנו יכולים לזהות מנגנונים שונים של המוח בפעולה מלאה בזמן שהאדם מקבל גירויים מסוימים או מבצע פעילות כלשהי. יחד עם זאת, היא מאפשרת לנו לאתר חריגה, אם בכלל (דל אבריל, 2009).

בעזרת ה-MEG נוכל להמחיש תמונות תלת מימדיות ניידות שאיתן נוכל לזהות בצורה מדויקת, בנוסף לחריגות, המבנה שלהן והתפקיד שהן ממלאות. זה מאפשר לאנשי מקצוע לחקור אם יש קשר כלשהו עם האישיות של הנבדקים שמציגים חריגות אלו, בדוק אם גנטיקה משחקת תפקיד רלוונטי ואף מנוגדת אם הן משפיעות על קוגניציה ו רגשות.

• מאמר קשור: "חמש הטכנולוגיות העיקריות לחקר המוח"

מי אחראי ואיפה משתמשים בדרך כלל ב-MEG?

איש המקצוע המומחה האחראי על ביצוע בדיקות הערכת מוח אלו הוא הרופא הרדיולוג.

בדיקה זו, כמו גם שאר טכניקות הדמיה עצבית, מתבצעת בדרך כלל במסגרות בית חולים שבהן כל המכונות הדרושים זמינות.

המערכות המבצעות את ה-MEG מתבצעות בחדר מיוחד שיש להגן עליו על מנת למנוע את הפרעות שיכולות להיווצר על ידי האותות המגנטיים החזקים שהסביבה הייתה מייצרת אילו הייתה מתבצעת במקום כל.

כדי לבצע את הבדיקה הזו המטופל מאוכסן בישיבה ו"קסדה" המכילה חיישנים מגנטיים מונחת מעל הראש. האותות המספקים את מדידת MEG מזוהים על ידי מחשב.

טכניקות אחרות המאפשרות לחקור את המוח 'in vivo'

טכניקות הדמיית עצבים, הידועות גם בשם בדיקות נוירורדיולוגיה, הן אלו המאפשרות לקבל תמונה של מבנה המוח בפעולה מלאה. טכניקות אלו לאפשר מחקר של הפרעות או חריגות של מערכת העצבים המרכזית על מנת למצוא טיפול.

לפי דל אבריל ואח'. (2009) הטכניקות בשימוש ביותר בשנים האחרונות, מלבד מגנטו-אנצפלוגרפיה, הן הבאות.

1. טומוגרפיה צירית ממוחשבת (CT)

טכניקה זו משמשת דרך מחשב המחובר למכשיר רנטגן.. המטרה היא ללכוד סדרה של תמונות מפורטות של פנים המוח, שצולמו מזוויות שונות.

2. תהודה מגנטית גרעינית (NMR)

כדי לפתח טכניקה זו, שימוש באלקטרומגנט גדול, גלי רדיו ומחשב משמש לצילום תמונות מפורטות של המוח. MRI מספק תמונות באיכות גבוהה יותר מאלו המתקבלות ב-CT. טכניקה זו הייתה פריצת דרך לחקר הדמיית המוח.

3. טומוגרפיית פליטת פוזיטרון (PET)

זה נחשב לאחת הטכניקות הפולשניות ביותר. הוא משמש למדידת הפעילות המטבולית של אזורים שונים במוח.

זֶה זה מושג על ידי הזרקת לחולה חומר רדיואקטיבי הנקשר לגלוקוז כדי להיקשר מאוחר יותר לממברנות התא של מערכת העצבים המרכזית דרך זרם הדם.

גלוקוז מצטבר במהירות באזורים בעלי הפעילות המטבולית הגבוהה ביותר. זה מאפשר לזהות ירידה במספר הנוירונים באזור מסוים במוח, במקרה שבו מתגלה היפומטבוליזם.

• אולי יעניין אותך: "נזק מוחי נרכש: שלושת הסיבות העיקריות שלו"

4. הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית (fMRI)

טכניקה זו היא גרסה נוספת המשמשת לדמיין את אזורי המוח הפעילים בזמנים מסוימים או בעת ביצוע פעילות כלשהי; אשר מושגת על ידי זיהוי העלייה בחמצן בדם באותם אזורים פעילים ביותר. מספק תמונות ברזולוציה טובה יותר מאשר טכניקות הדמיה פונקציונליות אחרות.

5. אלקטרואנצפלוגרמה (EEG)

טכניקה החלה בשנות ה-20 של המאה הקודמת ומשמשת למדידת הפעילות החשמלית של המוח על ידי הנחת אלקטרודות על הגולגולת.

המטרה של הכלי הזה היא לחקור דפוסי גלי מוח הקשורים למצבי התנהגות ספציפיים (עמ' למשל, גלי בטא קשורים למצב של ערנות וגם של ערנות; בעוד שגלי דלתא קשורים לשינה) ומאפשרים גם זיהוי של שינויים נוירולוגיים אפשריים (עמ'. למשל, אפילפסיה).

יתרון גדול שיש ל-MEG על פני EEG הוא היכולת לחשוף את המיקום התלת מימדי של קבוצת הנוירונים שיוצרת את השדה המגנטי הנמדד.

• אולי יעניין אותך: "חלקים מהמוח האנושי (ותפקודיו)"

יתרונות וחסרונות של מגנטו-אנצפלוגרפיה

כמו בכל משאב להפוך את המוח למציאות מובנת ומסוגל לספק נתונים רלוונטיים, למגנטו-אנצפלוגרפיה יש יתרונות וחסרונות מסוימים. בוא נראה מה הם.

יתרון

לפי Zhang, Zhang, Reynoso ו-Silva-Pereya (2014), בין היתרונות של טכניקת מדידת מוח מהפכנית זו, בולטים הבאים.

כאמור, מדובר בבדיקה לא פולשנית, אז אין צורך לחדור לחלק הפנימי של הגולגולת עם סוג כלשהו של מכשיר מתמחה להיות מסוגל למדוד את השדות המגנטיים הנפלטים מזרמים עצביים באזורים השונים של המוח. יתרה מכך, זוהי טכניקת הדמיה עצבית בלתי פולשנית לחלוטין. כמובן שהשימוש בו אינו מזיק.

בנוסף, הוא מאפשר את האפשרות של צפה בתמונות פונקציונליות של המוח בזמנים שבהם מסיק שקיימת הפרעה אבל אין ראיות אנטומיות שמוכיחות זאת. לכן בדיקה זו מראה את הנקודה המקומית של פעילות המוח בדיוק רב.

יתרון נוסף שנמצא הוא שהוא מציע גם את האפשרות של לבחון תינוקות שעדיין לא רכשו את היכולת לפלוט תגובות התנהגותיות.

לבסוף, לפי Maestu et al. (2005) אות MEG אינו מתכלה על ידי מעברו דרך רקמות שונות; משהו שכן מתרחש עם הזרמים שנלכדו על ידי ה-EEG. זה מאפשר למגנטו-אנצפלוגרפיה למדוד אותות נוירונים ישירות ובתוך אלפיות שניות.

חסרונות

לפי Maestu et al. (2005) מציג ה-MEG כמה מגבלות שמונעות ממנה להיות הטכניקה המובהקת בתחום חקר הקוגניציות. מגבלות אלו הן:

• חוסר אפשרות ללכוד מקורות שנמצאים במעמקי המוח.
• רגישות גבוהה לסביבה בה מתבצעת הבדיקה.