Magneto-encefalografie: wat is het en waarvoor wordt het gebruikt?

Magneto-encefalografie is een van de bekendste neuroimaging-technieken die zowel in klinische interventieprogramma's als in onderzoekslijnen naar het menselijk brein wordt gebruikt. Daarom is het een voorbeeld van hoe technologie ons helpt onszelf beter te leren kennen.

In dit artikel we zullen zien waar magneto-encefalografie uit bestaat en hoe het werkt, en wat zijn de toepassingen ervan.

• Gerelateerd artikel: "Neuropsychologie: wat is het en wat is het onderwerp van studie?"

De hersenen begrijpen vanuit nieuwe technologieën

Er is geen twijfel dat de hersenen zijn een systeem dat bestaat uit miljoenen zeer complexe biologische processen, waaronder het de moeite waard is om taal, perceptie, cognitie en motorische controle te benadrukken. Dat is de reden waarom dit lichaam duizenden jaren lang grote belangstelling heeft gewekt van allerlei soorten geleerden die verschillende hypothesen over zijn functies hebben verstrekt.

Om cognitieve processen te meten werden enkele jaren geleden gedragsmeettechnieken gebruikt; zoals reactietijdmetingen en papier- en potloodtesten. Later, in de jaren 90, maakten grote technologische ontwikkelingen het mogelijk om de hersenactiviteit vast te leggen die verband hield met deze cognitieve processen. Dit was een grote kwalitatieve sprong voorwaarts in dit onderzoeksgebied en een aanvulling op de traditionele technieken die vandaag de dag nog steeds gebruikt worden.

Dankzij deze vooruitgang is het tegenwoordig bekend dat in hersenfunctie omvat miljarden neuronen die met elkaar verbonden zijn, het vormen van wat bekend staat als synaptische verbindingen en deze verbindingen worden in gang gezet door elektrische impulsen in de hersenen.

Van elk neuron kan worden gezegd dat het werkt alsof het een "kleine elektrochemische pomp" is die ionen bevat geladen met elektriciteit, en zijn continu in beweging, zowel binnen als buiten het celmembraan van de neuron. Wanneer neuronen worden opgeladen, zorgen ze voor een stroom van stroom naar de cellen, en deze worden op hun beurt gestimuleerd; veroorzaakt wat bekend staat als een actiepotentiaal dat ervoor zorgt dat het neuron de stroom geladen ionen afvuurt.

Deze elektrische potentiaal beweegt totdat het het presynaptische gebied bereikt en komt dan vrij in de synaptische ruimte neurotransmitters die toegang krijgen tot het postsynaptische celmembraan en onmiddellijk intra- en extracellulair.

Wanneer meerdere neuronen en synaptisch onderling verbonden cellen tegelijkertijd worden geactiveerd, bieden ze: een stroom van elektrische stroom vergezeld van een magnetisch veld en dienovereenkomstig stromen ze naar de hersenschors.

Geschat wordt dat om een ​​magnetisch veld op te wekken, meetbaar door meetinstrumenten die op het hoofd worden geplaatst, 50.000 neuronen of meer moeten actief en onderling verbonden zijn. Als er elektrische stromen zouden zijn die in tegengestelde richtingen bewegen, zouden de magnetische velden die met elke stroom gepaard gingen elkaar opheffen (Hari en Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Deze complexe processen kunnen worden gevisualiseerd dankzij neuroimaging-technieken, waaronder: vind er een die we willen benadrukken en we zullen in dit artikel in meer detail ingaan, de magneto-encefalografie.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Soorten neuronen: kenmerken en functies"

Wat is magneto-encefalografie?

Magneto-encefalografie (MEG) is een neuroimaging-techniek die wordt gebruikt om de magnetische velden te meten die worden geproduceerd door elektrische stromen in de hersenen. Deze elektrische stromen worden geproduceerd via neurale verbindingen in de hersenen om meerdere functies te produceren. Elke functie produceert bepaalde hersengolven en dit zou ons in staat stellen om bijvoorbeeld te detecteren of een persoon wakker is of slaapt.

De MAG is ook een niet-invasieve medische test; daarom hoeft tijdens het hanteren geen instrument in de schedel te worden ingebracht om interneuronale elektrische signalen te detecteren. Deze tool maakt het dus mogelijk om het menselijk brein 'in vivo' te bestuderen we kunnen verschillende mechanismen van de hersenen in volle werking detecteren terwijl de persoon bepaalde stimuli ontvangt of een activiteit uitvoert. Tegelijkertijd stelt het ons in staat om een ​​eventuele anomalie te lokaliseren (Del Abril, 2009).

Met de MEG kunnen we mobiele driedimensionale beelden visualiseren waarmee we naast de anomalieën, hun structuur en de functie die ze vervullen heel precies kunnen detecteren. Hierdoor kunnen professionals onderzoeken of er een relatie is met de persoonlijkheid van de presentatoren deze anomalieën, onderzoeken of genetica een relevante rol speelt en zelfs contrasteren als ze cognitie beïnvloeden en emoties.

• Gerelateerd artikel: "De 5 belangrijkste technologieën voor de studie van de hersenen"

Wie heeft de leiding en waar wordt MEG meestal gebruikt?

De gespecialiseerde professional die verantwoordelijk is voor het uitvoeren van deze hersenevaluatietests is: de radioloog arts.

Deze test, evenals de rest van neuroimaging-technieken, wordt meestal uitgevoerd in ziekenhuisomgevingen waar alle benodigde machines beschikbaar zijn.

De systemen die de MEG uitvoeren, worden uitgevoerd in een gespecialiseerde ruimte die moet worden beveiligd om te voorkomen dat de interferentie die zou kunnen worden geproduceerd door de sterke magnetische signalen die de omgeving zou produceren als het op een plaats zou worden uitgevoerd ieder.

Om deze test uit te voeren: de patiënt wordt zittend gehuisvest en een "helm" met magnetische sensoren wordt over het hoofd geplaatst. De signalen die de MEG-meting leveren, worden gedetecteerd door een computer.

Andere technieken die het mogelijk maken de hersenen 'in vivo' te bestuderen

Neuroimaging-technieken, ook wel neuroradiologische tests genoemd, zijn technieken waarmee een beeld van de hersenstructuur in volle werking kan worden verkregen. deze technieken de studie van aandoeningen of afwijkingen van het centrale zenuwstelsel mogelijk maken om een ​​behandeling te vinden.

Volgens Del Abril et al. (2009) de meest gebruikte technieken in de afgelopen jaren, afgezien van magneto-encefalografie, zijn de volgende.

1. Computergestuurde axiale tomografie (CT)

Deze techniek wordt gebruikt via een computer die is aangesloten op een röntgenapparaat.. Het doel is om een ​​reeks gedetailleerde beelden van de binnenkant van de hersenen vast te leggen, genomen vanuit verschillende hoeken.

2. Nucleaire magnetische resonantie (NMR)

Om deze techniek te ontwikkelen, wordt gebruik gemaakt van een grote elektromagneet, radiogolven en een computer om gedetailleerde beelden van de hersenen te maken. MRI geeft beelden van hogere kwaliteit dan die verkregen met CT. Deze techniek was een doorbraak voor onderzoek naar hersenbeeldvorming.

3. Positronemissietomografie (PET)

Het wordt beschouwd als een van de meest invasieve technieken. Het wordt gebruikt om de metabolische activiteit van verschillende hersengebieden te meten.

Dit het wordt bereikt door de patiënt te injecteren met een radioactieve stof die bindt aan glucose om later te binden aan celmembranen van het centrale zenuwstelsel via de bloedbaan.

Glucose hoopt zich snel op in de gebieden met de hoogste metabolische activiteit. Dit maakt het mogelijk om een ​​afname van het aantal neuronen in een bepaald gebied van de hersenen te identificeren, in het geval dat hypometabolisme wordt gedetecteerd.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Verworven hersenschade: de drie belangrijkste oorzaken"

4. Functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI)

Deze techniek is een andere variant die wordt gebruikt om de hersengebieden te visualiseren die op bepaalde tijden of bij het uitvoeren van een activiteit actief zijn; die wordt bereikt door de toename van zuurstof in het bloed in die meest actieve gebieden te detecteren. Biedt beelden met een betere resolutie dan andere functionele beeldvormingstechnieken.

5. Elektro-encefalogram (EEG)

Techniek begon in de jaren 1920 die wordt gebruikt om de elektrische activiteit van de hersenen te meten door elektroden op de schedel te plaatsen.

Het doel van deze tool is om: hersengolfpatronen onderzoeken die verband houden met specifieke gedragstoestanden (P. Bètagolven worden bijvoorbeeld geassocieerd met een staat van alertheid en ook van waakzaamheid; terwijl deltagolven worden geassocieerd met slaap) en maakt het ook mogelijk om mogelijke neurologische veranderingen op te sporen (p. bijv. epilepsie).

Een groot voordeel van MEG ten opzichte van EEG is de mogelijkheid om de driedimensionale locatie te onthullen van de groep neuronen die het magnetische veld genereert dat wordt gemeten.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Delen van het menselijk brein (en functies)"

Voor- en nadelen van magneto-encefalografie

Zoals met elk hulpmiddel om de hersenen begrijpelijk te maken en relevante gegevens te leveren, heeft magneto-encefalografie bepaalde voor- en nadelen. Laten we eens kijken wat ze zijn.

Voordeel

Volgens Zhang, Zhang, Reynoso en Silva-Pereya (2014) vallen onder de voordelen van deze revolutionaire hersenmeettechniek het volgende op.

Zoals eerder vermeld, is het een niet-invasieve test, dus het is niet nodig om met een of ander instrument door de binnenkant van de schedel te dringen gespecialiseerd om de magnetische velden te kunnen meten die worden uitgezonden door neurale stromen in de verschillende hersengebieden. Bovendien is het de enige volledig niet-invasieve neuroimaging-techniek. Het gebruik ervan doet natuurlijk geen pijn.

Bovendien biedt het de mogelijkheid om functionele beelden van de hersenen bekijken op momenten dat wordt geconcludeerd dat er mogelijk een stoornis is maar er is geen anatomisch bewijs om het te bewijzen. Daarom toont deze test met grote precisie het lokale punt van hersenactiviteit.

Een ander voordeel dat is gevonden, is dat het ook de mogelijkheid biedt om onderzoeken van zuigelingen die nog niet het vermogen hebben verworven om gedragsreacties uit te zenden.

Tot slot, volgens Maestu et al. (2005) het MEG-signaal wordt niet afgebroken door de passage door verschillende weefsels; iets dat wel gebeurt met de stromen die door het EEG worden vastgelegd. Hierdoor kan magneto-encefalografie neuronale signalen direct en in een kwestie van milliseconden meten.

nadelen

Volgens Maestu et al. (2005) de MEG presenteert enkele beperkingen die voorkomen dat het de definitieve techniek is op het gebied van de studie van cognities. Deze beperkingen zijn:

• Onmogelijkheid om bronnen te vangen die zich in de diepten van de hersenen bevinden.
• Hoge gevoeligheid voor de omgeving waarin de test plaatsvindt.