Magnetoencefalogrāfija: kas tas ir un kādam nolūkam to lieto

Magnetoencefalogrāfija ir viena no pazīstamākajām neiroattēlveidošanas metodēm, ko izmanto gan klīniskās iejaukšanās programmās, gan cilvēka smadzeņu pētījumos. Tāpēc tas ir piemērs tam, kā tehnoloģijas palīdz mums labāk izzināt sevi.

Šajā rakstā mēs redzēsim, no kā sastāv magnetoencefalogrāfija un kā tā darbojas, un kāds ir tā lietojums.

• Saistīts raksts: "Neiropsiholoģija: kas tas ir un kāds ir tās izpētes objekts?"

Izpratne par smadzenēm no jaunajām tehnoloģijām

Par to nav šaubu smadzenes ir sistēma, kas sastāv no miljoniem ļoti sarežģītu bioloģisku procesu, starp kuriem ir vērts izcelt valodu, uztveri, izziņu un motora vadību. Tāpēc jau tūkstošiem gadu šis ķermenis ir izraisījis lielu interesi no visdažādākajiem zinātniekiem, kuri izvirzījuši dažādas hipotēzes par tā funkcijām.

Pirms dažiem gadiem kognitīvo procesu mērīšanai tika izmantotas uzvedības mērīšanas metodes; piemēram, reakcijas laika mērījumi un papīra un zīmuļa testi. Vēlāk, 90. gados, lielie tehnoloģiskie sasniegumi ļāva reģistrēt smadzeņu darbību, kas bija saistīta ar šiem kognitīvajiem procesiem. Tas bija lielisks kvalitatīvs lēciens šajā pētniecības jomā un papildinājums tradicionālajām metodēm, kuras joprojām tiek izmantotas mūsdienās.

Pateicoties šiem sasniegumiem, šodien ir zināms, ka in smadzeņu darbība ietver miljardu neironu, kas ir savstarpēji saistīti, veidojot to, kas pazīstams kā sinaptiskie savienojumi un šos savienojumus iedarbina elektriskie impulsi smadzenēs.

Var teikt, ka katrs neirons darbojas tā, it kā tas būtu "mazs elektroķīmisks sūknis", kas satur jonus, uzlādēti ar elektrību un atrodas nepārtrauktā kustībā gan šūnas membrānas iekšpusē, gan ārpusē neirons. Kad neironi ir uzlādēti, tie nodrošina strāvas plūsmu šūnās, un tās savukārt tiek stimulētas; izraisot tā saukto darbības potenciālu, kas liek neironam iedarbināt lādētu jonu plūsmu.

Šis elektriskais potenciāls pārvietojas, līdz tas sasniedz presinaptisko reģionu un pēc tam atbrīvojas sinaptiskajā telpā neirotransmiteri, kas piekļūst šūnu postinaptiskajai membrānai un nekavējoties izraisa intra- un ārpusšūnu.

Kad vienlaicīgi tiek aktivizēti vairāki neironi un sinaptiski savstarpēji savienotas šūnas, tie nodrošina elektriskās strāvas plūsma, ko pavada magnētiskais lauks un attiecīgi tie ieplūst smadzeņu garozā.

Tiek lēsts, ka, lai radītu magnētisko lauku, ko var izmērīt ar mērinstrumentiem, kas novietoti uz galvas, 50 000 vai vairāk neironu ir jābūt aktīviem un savstarpēji saistītiem. Ja būtu elektriskās strāvas, kas kustas pretējos virzienos, magnētiskie lauki, kas pavada katru strāvu, viens otru izslēgtu (Hari un Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Šos sarežģītos procesus var vizualizēt, pateicoties neiroattēlveidošanas metodēm, tostarp atrodiet vienu, ko vēlamies izcelt, un šajā rakstā mēs to aplūkosim sīkāk magnetoencefalogrāfija.

• Jūs varētu interesēt: "Neironu veidi: īpašības un funkcijas"

Kas ir magnetoencefalogrāfija?

Magnetoencefalogrāfija (MEG) ir neiroattēlveidošanas tehnika, ko izmanto, lai izmērītu magnētiskos laukus, ko smadzenēs rada elektriskās strāvas. Šīs elektriskās strāvas tiek ražotas caur nervu savienojumiem visā smadzenēs, lai radītu vairākas funkcijas. Katra funkcija rada noteiktus smadzeņu viļņus, un tas ļautu mums noteikt, piemēram, vai cilvēks ir nomodā vai guļ.

MAG ir arī neinvazīva medicīniskā pārbaude; tādēļ apstrādes laikā nav nepieciešams ievietot instrumentu galvaskausā, lai noteiktu starpneironu elektriskos signālus. Tādējādi šis rīks ļauj pētīt cilvēka smadzenes "in vivo". mēs varam atklāt dažādus smadzeņu mehānismus pilnā darbībā, kamēr cilvēks saņem noteiktus stimulus vai veic kādu darbību. Tajā pašā laikā tas ļauj mums noteikt anomāliju, ja tāda ir (Del Abril, 2009).

Ar MEG mēs varam vizualizēt mobilos trīsdimensiju attēlus, ar kuriem mēs varam precīzi noteikt papildus anomālijām, to struktūrai un funkcijām. Tas ļauj profesionāļiem izpētīt, vai pastāv kāda saistība ar klātesošo subjektu personību šīs anomālijas, pēta, vai ģenētikai ir nozīmīga loma, un pat kontrastē, ja tās ietekmē izziņu un emocijas.

• Saistīts raksts: "5 galvenās tehnoloģijas smadzeņu izpētei"

Kurš ir atbildīgs un kur parasti tiek izmantots MEG?

Specializētais speciālists, kas ir atbildīgs par šo smadzeņu novērtēšanas testu veikšanu, ir ārsts radiologs.

Šo testu, kā arī pārējās neiroattēlveidošanas metodes parasti veic slimnīcas apstākļos, kur ir pieejamas visas nepieciešamās iekārtas.

Sistēmas, kas veic MEG, tiek veiktas specializētā telpā, kas ir jāaizsargā, lai novērstu traucējumi, ko varētu radīt spēcīgi magnētiskie signāli, ko radītu vide, ja tas tiktu veikts noteiktā vietā jebkura.

Lai veiktu šo pārbaudi pacients tiek izmitināts sēdus stāvoklī un virs galvas tiek uzlikta "ķivere" ar magnētiskiem sensoriem. Signālus, kas nodrošina MEG mērījumus, nosaka dators.

Citas metodes, kas ļauj pētīt smadzenes "in vivo"

Neiroattēlveidošanas metodes, kas pazīstamas arī kā neiroradioloģijas testi, ir tās, kas ļauj iegūt smadzeņu struktūras attēlu pilnā darbībā. Šīs metodes ļauj pētīt centrālās nervu sistēmas traucējumus vai anomālijas, lai atrastu ārstēšanu.

Saskaņā ar Del Abril et al. (2009) pēdējos gados visbiežāk izmantotās metodes, izņemot magnetoencefalogrāfiju, ir šādas.

1. Datorizētā aksiālā tomogrāfija (CT)

Šo metodi izmanto, izmantojot datoru, kas ir savienots ar rentgena iekārtu.. Mērķis ir uzņemt virkni detalizētu smadzeņu iekšpuses attēlu, kas uzņemti no dažādiem leņķiem.

2. Kodolmagnētiskā rezonanse (KMR)

Lai izstrādātu šo paņēmienu, tiek izmantots liels elektromagnēts, radioviļņi un dators, lai iegūtu detalizētus smadzeņu attēlus. MRI nodrošina augstākas kvalitātes attēlus nekā tie, kas iegūti ar CT. Šī metode bija izrāviens smadzeņu attēlveidošanas pētījumos.

3. Pozitronu emisijas tomogrāfija (PET)

To uzskata par vienu no invazīvākajām metodēm. To izmanto, lai noteiktu dažādu smadzeņu reģionu vielmaiņas aktivitāti.

Šis to panāk, injicējot pacientam radioaktīvu vielu, kas saistās ar glikozi, lai vēlāk saistās ar šūnu membrānām centrālo nervu sistēmu caur asinsriti.

Glikoze ātri uzkrājas vietās ar visaugstāko vielmaiņas aktivitāti. Tas ļauj noteikt neironu skaita samazināšanos noteiktā smadzeņu apgabalā, ja tiek konstatēts hipometabolisms.

• Jūs varētu interesēt: "Iegūtie smadzeņu bojājumi: 3 galvenie cēloņi"

4. Funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana (fMRI)

Šis paņēmiens ir vēl viens variants, ko izmanto, lai vizualizētu smadzeņu reģionus, kas ir aktīvi noteiktā laikā vai veicot kādu darbību; kas tiek panākts, konstatējot skābekļa palielināšanos asinīs tajās visaktīvākajās zonās. Nodrošina labākas izšķirtspējas attēlus nekā citas funkcionālās attēlveidošanas metodes.

5. Elektroencefalogramma (EEG)

Metode aizsākās 20. gadsimta 20. gados, ko izmanto smadzeņu elektriskās aktivitātes mērīšanai, uzliekot elektrodus uz galvaskausa.

Šī rīka mērķis ir izpētīt smadzeņu viļņu modeļus, kas saistīti ar konkrētiem uzvedības stāvokļiem (lpp. Piemēram, beta viļņi ir saistīti ar modrības un arī nomoda stāvokli; kamēr delta viļņi ir saistīti ar miegu), kā arī ļauj noteikt iespējamās neiroloģiskas izmaiņas (6. lpp.). piemēram, epilepsija).

Liela MEG priekšrocība salīdzinājumā ar EEG ir spēja atklāt tās neironu grupas trīsdimensiju atrašanās vietu, kas rada mērāmo magnētisko lauku.

• Jūs varētu interesēt: "Cilvēka smadzeņu daļas (un funkcijas)"

Magnetoencefalogrāfijas priekšrocības un trūkumi

Tāpat kā jebkuram resursam, lai padarītu smadzenes par saprotamu realitāti un kas spēj nodrošināt atbilstošus datus, arī magnetoencefalogrāfijai ir noteiktas priekšrocības un trūkumi. Paskatīsimies, kas tie ir.

Priekšrocība

Pēc Zhang, Zhang, Reynoso un Silva-Pereya (2014) domām, starp šīs revolucionārās smadzeņu mērīšanas tehnikas priekšrocībām izceļas šādas.

Kā minēts iepriekš, tas ir neinvazīvs tests, tāpēc nav nepieciešams iekļūt galvaskausa iekšpusē ar kāda veida instrumentu specializējies, lai varētu izmērīt magnētiskos laukus, ko izstaro neironu strāvas dažādos smadzeņu reģionos. Turklāt tā ir vienīgā pilnīgi neinvazīvā neiroattēlveidošanas metode. Protams, tā lietošana nekaitēs.

Turklāt tas pieļauj iespēju skatīt funkcionālos smadzeņu attēlus brīžos, kad tiek secināts, ka var būt traucējumi bet nav anatomisku pierādījumu, kas to pierādītu. Tāpēc šis tests ar augstu precizitāti parāda lokālo smadzeņu darbības punktu.

Vēl viena konstatētā priekšrocība ir tā, ka tā piedāvā arī iespēju pārbaudīt zīdaiņus, kuri vēl nav ieguvuši spēju izstarot uzvedības reakcijas.

Visbeidzot, saskaņā ar Maestu et al. (2005) MEG signāls netiek pasliktināts, ejot cauri dažādiem audiem; kaut kas notiek ar EEG uztvertajām strāvām. Tas ļauj magnetoencefalogrāfijā izmērīt neironu signālus tieši un dažu milisekunžu laikā.

Trūkumi

Saskaņā ar Maestu et al. (2005) piedāvā MEG daži ierobežojumi, kas neļauj tai būt par galīgo paņēmienu izziņas izpētes jomā. Šie ierobežojumi ir:

• Neiespējamība uztvert avotus, kas atrodas smadzeņu dziļumos.
• Augsta jutība pret vidi, kurā notiek pārbaude.