მაგნიტოენცეფალოგრაფია: რა არის და რისთვის გამოიყენება

მაგნიტოენცეფალოგრაფია არის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება როგორც კლინიკურ ინტერვენციის პროგრამებში, ასევე ადამიანის ტვინზე კვლევის ხაზებში. ამიტომ, ეს არის მაგალითი იმისა, თუ როგორ გვეხმარება ტექნოლოგია საკუთარი თავის უკეთ შეცნობაში.

ამ სტატიაში ჩვენ ვნახავთ, რისგან შედგება და როგორ მუშაობს მაგნიტოენცეფალოგრაფიადა რა არის მისი გამოყენება.

• დაკავშირებული სტატია: "ნეიროფსიქოლოგია: რა არის და რა არის მისი შესწავლის ობიექტი?"

ტვინის გაგება ახალი ტექნოლოგიებიდან

ამაში ეჭვი არ არის ტვინი არის სისტემა, რომელიც შედგება მილიონობით უაღრესად რთული ბიოლოგიური პროცესისგან, რომელთა შორის აღსანიშნავია ენა, აღქმა, შემეცნება და მოტორული კონტროლი. სწორედ ამიტომ, ათასობით წლის განმავლობაში ეს ორგანო დიდ ინტერესს იწვევდა ყველა სახის მეცნიერის მხრიდან, რომლებიც წარმოადგენდნენ სხვადასხვა ჰიპოთეზას მისი ფუნქციების შესახებ.

რამდენიმე წლის წინ კოგნიტური პროცესების გასაზომად გამოიყენებოდა ქცევითი საზომი ტექნიკა; როგორიცაა რეაქციის დროის გაზომვები და ქაღალდისა და ფანქრის ტესტები. მოგვიანებით, 90-იანი წლების განმავლობაში, დიდმა ტექნოლოგიურმა მიღწევებმა შესაძლებელი გახადა ტვინის იმ აქტივობის ჩაწერა, რომელიც დაკავშირებული იყო ამ შემეცნებით პროცესებთან. ეს იყო დიდი ხარისხობრივი ნახტომი კვლევის ამ სფეროში და შეავსებდა ტრადიციულ ტექნიკებს, რომლებიც დღესაც გამოიყენება.

ამ მიღწევების წყალობით, დღეს ცნობილია, რომ ქ ტვინის ფუნქცია მოიცავს მილიარდობით ნეირონს, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, აყალიბებს იმას, რაც ცნობილია როგორც სინაფსური კავშირები და ეს კავშირები მოძრაობს ტვინში ელექტრული იმპულსებით.

შეიძლება ითქვას, რომ თითოეული ნეირონი მუშაობს ისე, თითქოს ეს იყოს "პატარა ელექტროქიმიური ტუმბო", რომელიც შეიცავს იონებს, რომლებიც დამუხტულია ელექტროენერგიით და იმყოფება უწყვეტ მოძრაობაში, როგორც უჯრედის მემბრანის შიგნით, ასევე მის გარეთ ნეირონი. როდესაც ნეირონები დამუხტულია, ისინი უზრუნველყოფენ დენის ნაკადს უჯრედებში და ისინი, თავის მხრივ, სტიმულირდებიან; იწვევს იმას, რაც ცნობილია, როგორც მოქმედების პოტენციალი, რომელიც იწვევს ნეირონს დამუხტული იონების ნაკადის გაშვებას.

ეს ელექტრული პოტენციალი მოძრაობს მანამ, სანამ არ მიაღწევს პრესინაფსურ რეგიონს და შემდეგ იხსნება სინაფსურ სივრცეში ნეიროტრანსმიტერები, რომლებიც წვდებიან უჯრედის პოსტსინაფსურ მემბრანას და დაუყოვნებლივ იწვევენ ინტრა- და უჯრედგარე.

როდესაც მრავალი ნეირონი და სინაპტიკურად ურთიერთდაკავშირებული უჯრედები ერთდროულად აქტიურდებიან, ისინი უზრუნველყოფენ ელექტრული დენის ნაკადი, რომელსაც თან ახლავს მაგნიტური ველი და, შესაბამისად, ისინი მიედინება ცერებრალური ქერქში.

სავარაუდოა, რომ მაგნიტური ველის წარმოქმნის მიზნით, გაზომვადი საზომი ხელსაწყოებით, რომლებიც თავსდება თავზე, 50000 ნეირონს ან მეტს სჭირდება აქტიური და ურთიერთდაკავშირებული. საპირისპირო მიმართულებით მოძრავი ელექტრული დენები რომ ყოფილიყო, მაგნიტური ველები, რომლებიც თან ახლდა თითოეულ დენს, გააუქმებდნენ ერთმანეთს (ჰარი და სალმელინი, 2012; ჟანგი და სხვები, 2014).

ამ რთული პროცესების ვიზუალიზაცია შესაძლებელია ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკის წყალობით, მათ შორის იპოვეთ ის, რომლის ხაზგასმა გვინდა და უფრო დეტალურად განვიხილავთ ამ სტატიაში მაგნიტოენცეფალოგრაფია.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ნეირონების ტიპები: მახასიათებლები და ფუნქციები"

რა არის მაგნიტოენცეფალოგრაფია?

მაგნიტოენცეფალოგრაფია (MEG) არის ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ტვინში ელექტრული დენებისაგან წარმოქმნილი მაგნიტური ველების გასაზომად. ეს ელექტრული დენები წარმოიქმნება ნერვული კავშირების საშუალებით მთელ ტვინში, რათა წარმოიქმნას მრავალი ფუნქცია. თითოეული ფუნქცია წარმოქმნის ტვინის გარკვეულ ტალღებს და ეს საშუალებას მოგვცემს დავადგინოთ, მაგალითად, ადამიანი ფხიზლობს თუ სძინავს.

MAG ასევე არის არაინვაზიური სამედიცინო ტესტი; ამიტომ, დამუშავების დროს არ არის საჭირო თავის ქალაში ჩასმა, რათა აღმოაჩინოს ნეირონთაშორისი ელექტრული სიგნალები. ეს ინსტრუმენტი შესაძლებელს ხდის ადამიანის ტვინის შესწავლას „in vivo“, შესაბამისად ჩვენ შეგვიძლია აღმოვაჩინოთ ტვინის სხვადასხვა მექანიზმი სრულ ფუნქციონირებაში, სანამ ადამიანი იღებს გარკვეულ სტიმულს ან ასრულებს რაიმე აქტივობას. ამავდროულად, ის საშუალებას გვაძლევს აღმოვაჩინოთ ანომალია, ასეთის არსებობის შემთხვევაში (Del Abril, 2009).

MEG-ით ჩვენ შეგვიძლია ვიზუალურად წარმოვადგინოთ მობილური სამგანზომილებიანი გამოსახულებები, რომლებითაც ჩვენ შეგვიძლია ზუსტად აღმოვაჩინოთ ანომალიების გარდა, მათი სტრუქტურა და ფუნქცია, რომელსაც ასრულებენ. ეს პროფესიონალებს საშუალებას აძლევს გამოიკვლიონ, არის თუ არა რაიმე კავშირი იმ სუბიექტების პიროვნებასთან, რომლებიც წარმოადგენენ ეს ანომალიები, შეისწავლეთ თუ გენეტიკა თამაშობს შესაბამის როლს და კონტრასტიც კი, თუ ისინი გავლენას ახდენენ შემეცნებაზე და ემოციები.

• დაკავშირებული სტატია: "5 ძირითადი ტექნოლოგია ტვინის შესწავლისთვის"

ვინ არის პასუხისმგებელი და სად გამოიყენება MEG ჩვეულებრივ?

სპეციალიზებული პროფესიონალი, რომელიც პასუხისმგებელია ტვინის ამ შეფასების ტესტების შესრულებაზე ექიმი რადიოლოგი.

ეს ტესტი, ისევე როგორც დანარჩენი ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკა, ჩვეულებრივ ტარდება საავადმყოფოს პირობებში, სადაც ხელმისაწვდომია ყველა საჭირო აპარატურა.

სისტემები, რომლებიც ასრულებენ MEG-ს, ხორციელდება სპეციალიზებულ ოთახში, რომელიც დაცული უნდა იყოს, რათა თავიდან იქნას აცილებული ჩარევა, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას ძლიერი მაგნიტური სიგნალებით, რომლებსაც გარემო გამოიმუშავებს, თუ ის განხორციელდება ადგილზე ნებისმიერი.

ამ ტესტის ჩასატარებლად პაციენტს ათავსებენ მჯდომარე მდგომარეობაში და თავზე ედება მაგნიტური სენსორების შემცველი „ჩაფხუტი“. სიგნალები, რომლებიც უზრუნველყოფენ MEG გაზომვას, აღმოაჩენს კომპიუტერს.

სხვა ტექნიკა, რომელიც საშუალებას იძლევა შეისწავლოს ტვინის "in vivo"

ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ნეირორადიოლოგიური ტესტები, არის ის, რაც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ტვინის სტრუქტურის სურათი სრულ ფუნქციონირებაში. ეს ტექნიკა საშუალებას იძლევა შეისწავლოს ცენტრალური ნერვული სისტემის დარღვევები ან ანომალიები, რათა მოიძებნოს მკურნალობა.

დელ აბრილის და სხვ. (2009) ბოლო წლებში ყველაზე მეტად გამოყენებული ტექნიკა, გარდა მაგნიტოენცეფალოგრაფიისა, არის შემდეგი.

1. კომპიუტერული ღერძული ტომოგრაფია (CT)

ეს ტექნიკა გამოიყენება კომპიუტერის მეშვეობით, რომელიც დაკავშირებულია რენტგენის აპარატთან.. მიზანია გადაიღოთ ტვინის შიდა ნაწილის დეტალური სურათების სერია, გადაღებული სხვადასხვა კუთხიდან.

2. ბირთვული მაგნიტური რეზონანსი (NMR)

ამ ტექნიკის შესამუშავებლად გამოიყენება დიდი ელექტრომაგნიტის, რადიოტალღების და კომპიუტერის გამოყენება ტვინის დეტალური სურათების გადასაღებად. MRI იძლევა უფრო მაღალი ხარისხის სურათებს, ვიდრე CT-ით მიღებული. ეს ტექნიკა იყო გარღვევა ტვინის გამოსახულების კვლევისთვის.

3. პოზიტრონის ემისიური ტომოგრაფია (PET)

იგი ითვლება ერთ-ერთ ყველაზე ინვაზიურ ტექნიკად. იგი გამოიყენება ტვინის სხვადასხვა რეგიონის მეტაბოლური აქტივობის გასაზომად.

ეს ეს მიიღწევა პაციენტს რადიოაქტიური ნივთიერების ინექციით, რომელიც აკავშირებს გლუკოზას, რათა მოგვიანებით დაუკავშირდეს უჯრედულ მემბრანებს. ცენტრალური ნერვული სისტემის მეშვეობით სისხლის მიმოქცევის გზით.

გლუკოზა სწრაფად გროვდება ყველაზე მაღალი მეტაბოლური აქტივობის მქონე ადგილებში. ეს შესაძლებელს ხდის ტვინის გარკვეულ უბანში ნეირონების რაოდენობის შემცირების იდენტიფიცირებას, ჰიპომეტაბოლიზმის გამოვლენის შემთხვევაში.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ტვინის შეძენილი დაზიანება: მისი 3 მთავარი მიზეზი"

4. ფუნქციური მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფია (fMRI)

ეს ტექნიკა არის კიდევ ერთი ვარიანტი, რომელიც გამოიყენება ტვინის რეგიონების ვიზუალიზაციისთვის, რომლებიც აქტიურია გარკვეულ დროს ან რაიმე აქტივობის შესრულებისას; რაც მიიღწევა იმ ყველაზე აქტიურ ადგილებში სისხლში ჟანგბადის გაზრდის გამოვლენით. უზრუნველყოფს უკეთესი გარჩევადობის სურათებს, ვიდრე სხვა ფუნქციური გამოსახულების ტექნიკა.

5. ელექტროენცეფალოგრამა (EEG)

ტექნიკა დაიწყო 1920-იან წლებში, რომელიც გამოიყენება ტვინის ელექტრული აქტივობის გასაზომად თავის ქალაზე ელექტროდების მოთავსებით.

ამ ხელსაწყოს მიზანია გამოიკვლიეთ ტვინის ტალღების შაბლონები, რომლებიც დაკავშირებულია კონკრეტულ ქცევის მდგომარეობებთან (გვ. მაგალითად, ბეტა ტალღები ასოცირდება სიფხიზლის მდგომარეობასთან და ასევე სიფხიზლესთან; ხოლო დელტა ტალღები ასოცირდება ძილთან) და ასევე იძლევა შესაძლო ნევროლოგიური ცვლილებების გამოვლენის საშუალებას (გვ. გ., ეპილეფსია).

დიდი უპირატესობა, რომელიც MEG-ს აქვს EEG-სთან შედარებით, არის ნეირონების ჯგუფის სამგანზომილებიანი მდებარეობის გამოვლენის უნარი, რომელიც წარმოქმნის გასაზომ მაგნიტურ ველს.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ადამიანის ტვინის ნაწილები (და ფუნქციები)"

მაგნიტოენცეფალოგრაფიის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

როგორც ნებისმიერ რესურსს, რომელიც ტვინს გასაგებ რეალობად აქცევს და შეუძლია შესაბამისი მონაცემების მიწოდება, მაგნიტოენცეფალოგრაფიას აქვს გარკვეული დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ვნახოთ რა არიან.

უპირატესობა

Zhang, Zhang, Reynoso და Silva-Pereya (2014) მიხედვით, ტვინის ამ რევოლუციური გაზომვის ტექნიკის უპირატესობებს შორის გამოირჩევა შემდეგი.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს არის არაინვაზიური ტესტი, ასე რომ არ არის აუცილებელი თავის ქალას შიგნით შეღწევა რაიმე ტიპის ინსტრუმენტით სპეციალიზირებულია ტვინის სხვადასხვა რეგიონში ნერვული დენებისაგან გამოსხივებული მაგნიტური ველების გაზომვისთვის. უფრო მეტიც, ეს არის ერთადერთი სრულიად არაინვაზიური ნეიროვიზუალიზაციის ტექნიკა. რა თქმა უნდა, მისი გამოყენება არ ავნებს.

გარდა ამისა, ის იძლევა შესაძლებლობას ნახეთ ტვინის ფუნქციური გამოსახულებები იმ მომენტებში, როდესაც ვარაუდობენ, რომ შეიძლება იყოს დარღვევა მაგრამ ამის დამადასტურებელი ანატომიური მტკიცებულება არ არსებობს. ამიტომაც ეს ტესტი მაღალი სიზუსტით აჩვენებს ტვინის აქტივობის ლოკალურ წერტილს.

კიდევ ერთი უპირატესობა, რომელიც იქნა ნაპოვნი, არის ის, რომ ის ასევე გთავაზობთ შესაძლებლობას გამოიკვლიეთ ჩვილები, რომლებსაც ჯერ არ აქვთ შეძენილი ქცევითი რეაქციების გამოსხივების უნარი.

საბოლოოდ, მაესტუს და სხვ. (2005) MEG სიგნალი არ იშლება მისი გავლისას სხვადასხვა ქსოვილებში; რაღაც, რაც ხდება ეეგ-ის მიერ დაფიქსირებული დენებით. ეს საშუალებას აძლევს მაგნიტოენცეფალოგრაფიას გაზომოს ნეირონული სიგნალები პირდაპირ და რამდენიმე მილიწამში.

ნაკლოვანებები

მაესტუს და სხვ. (2005) MEG წარმოგიდგენთ გარკვეული შეზღუდვები, რომლებიც ხელს უშლის მას იყოს საბოლოო ტექნიკა შემეცნების შესწავლის სფეროში. ეს შეზღუდვებია:

• ტვინის სიღრმეში მყოფი წყაროების დაჭერის შეუძლებლობა.
• მაღალი მგრძნობელობა იმ გარემოს მიმართ, სადაც ტესტი ტარდება.