Magnetoencefalografia: co to jest i do czego służy

Magnetoencefalografia jest jedną z najbardziej znanych technik neuroobrazowania stosowaną zarówno w klinicznych programach interwencyjnych, jak i w liniach badawczych dotyczących ludzkiego mózgu. Dlatego jest to przykład tego, jak technologia pomaga nam lepiej poznać siebie.

W tym artykule zobaczymy na czym polega i jak działa magnetoencefalografiai jakie są jego zastosowania.

• Powiązany artykuł: „Neuropsychologia: co to jest i jaki jest jej przedmiot badań?”

Zrozumieć mózg z nowych technologii

Nie ma wątpliwości, że mózg to system składający się z milionów wysoce złożonych procesów biologicznych, wśród których warto podkreślić język, percepcję, poznanie i kontrolę motoryczną. Dlatego od tysięcy lat ciało to wzbudza ogromne zainteresowanie wszelkiego rodzaju uczonych, którzy stawiają różne hipotezy na temat jego funkcji.

Kilka lat temu w celu pomiaru procesów poznawczych stosowano behawioralne techniki pomiarowe; takie jak pomiary czasu reakcji oraz testy papieru i ołówka. Później, w latach 90., wielki postęp technologiczny umożliwił rejestrowanie aktywności mózgu, która była związana z tymi procesami poznawczymi. Był to wielki skok jakościowy w tej dziedzinie badań i uzupełnienie tradycyjnych technik, które są stosowane do dziś.

Dzięki tym postępom dzisiaj wiadomo, że w funkcja mózgu obejmuje miliardy połączonych ze sobą neuronów, tworząc coś, co jest znane jako połączenia synaptyczne a te połączenia są wprawiane w ruch przez impulsy elektryczne w mózgu.

Można powiedzieć, że każdy neuron działa tak, jakby był „małą pompą elektrochemiczną” zawierającą jony, które są są naładowane energią elektryczną i są w ciągłym ruchu, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz błony komórkowej neuron. Kiedy neurony są naładowane, zapewniają przepływ prądu do komórek, a te z kolei są stymulowane; wywołując tak zwany potencjał czynnościowy, który powoduje, że neuron uruchamia przepływ naładowanych jonów.

Ten potencjał elektryczny porusza się, aż dotrze do regionu presynaptycznego, a następnie zostanie uwolniony w przestrzeni synaptycznej neuroprzekaźniki, które docierają do błony postsynaptycznej komórki i natychmiast powodują wewnątrz- i zewnątrzkomórkowy.

Kiedy wiele neuronów i synaptycznie połączonych komórek jest jednocześnie aktywowanych, zapewniają: przepływ prądu elektrycznego, któremu towarzyszy pole magnetyczne i odpowiednio wpływają do kory mózgowej.

Szacuje się, że w celu wytworzenia pola magnetycznego mierzalnego za pomocą przyrządów pomiarowych umieszczonych na głowie, 50 000 lub więcej neuronów musi być aktywnych i połączonych ze sobą. Gdyby prądy elektryczne poruszały się w przeciwnych kierunkach, pola magnetyczne towarzyszące każdemu prądowi znosiłyby się nawzajem (Hari i Salmelin, 2012; Zhang i in., 2014).

Te złożone procesy można wizualizować dzięki technikom neuroobrazowania, m.in znajdź taki, który chcemy wyróżnić i omówimy bardziej szczegółowo w tym artykule, magnetoencefalografia.

• Możesz być zainteresowany: „Typy neuronów: charakterystyka i funkcje”

Co to jest magnetoencefalografia?

Magnetoencefalografia (MEG) to technika neuroobrazowania stosowana do pomiaru pól magnetycznych wytwarzanych przez prądy elektryczne w mózgu. Te prądy elektryczne są wytwarzane przez połączenia nerwowe w mózgu w celu wytworzenia wielu funkcji. Każda funkcja wytwarza określone fale mózgowe, co pozwoliłoby nam na przykład wykryć, czy dana osoba nie śpi lub śpi.

MAG jest również nieinwazyjnym testem medycznym; dlatego podczas obsługi nie trzeba wkładać do czaszki żadnego instrumentu, aby wykryć międzyneuronowe sygnały elektryczne. To narzędzie umożliwia zatem badanie ludzkiego mózgu „in vivo”, dlatego możemy wykryć różne mechanizmy mózgu w pełnym działaniu, podczas gdy osoba otrzymuje określone bodźce lub wykonuje jakąś czynność. Jednocześnie pozwala nam zlokalizować ewentualne anomalie (Del Abril, 2009).

Dzięki MEG możemy wizualizować mobilne obrazy trójwymiarowe, za pomocą których możemy precyzyjnie wykryć, oprócz anomalii, ich struktury i funkcji, jaką pełnią. Pozwala to specjalistom na zbadanie, czy istnieje jakikolwiek związek z osobowością prezentowanych osób te anomalie, zbadaj, czy genetyka odgrywa istotną rolę, a nawet porównaj, czy wpływają na funkcje poznawcze i emocje.

• Powiązany artykuł: „5 głównych technologii do badania mózgu”

Kto rządzi i gdzie zwykle używa się MEG?

Wyspecjalizowany specjalista odpowiedzialny za wykonanie tych testów oceny mózgu to lekarz radiolog.

Ten test, jak również pozostałe techniki neuroobrazowania, są zwykle przeprowadzane w warunkach szpitalnych, gdzie dostępna jest cała niezbędna aparatura.

Systemy wykonujące MEG są przeprowadzane w specjalistycznym pomieszczeniu, które musi być zabezpieczone, aby zapobiec zakłócenia, które mogłyby być wytwarzane przez silne sygnały magnetyczne, które wytworzyłoby środowisko, gdyby zostały przeprowadzone w miejscu każdy.

Aby przeprowadzić ten test pacjent ułożony jest w pozycji siedzącej, a nad głową zakładany jest „hełm” z czujnikami magnetycznymi. Sygnały zapewniające pomiar MEG są wykrywane przez komputer.

Inne techniki umożliwiające badanie mózgu „in vivo”

Techniki neuroobrazowania, zwane również badaniami neuroradiologicznymi, to takie, które pozwalają na uzyskanie obrazu struktury mózgu w pełnym działaniu. Te techniki pozwalają na badanie zaburzeń lub nieprawidłowości ośrodkowego układu nerwowego w celu znalezienia leczenia.

Według Del Abril i in. (2009) najczęściej stosowane w ostatnich latach, poza magnetoencefalografią, techniki są następujące.

1. Komputerowa tomografia osiowa (CT)

Ta technika jest używana przez komputer podłączony do aparatu rentgenowskiego.. Celem jest uchwycenie serii szczegółowych obrazów wnętrza mózgu zrobionych pod różnymi kątami.

2. Magnetyczny rezonans jądrowy (NMR)

Do opracowania tej techniki wykorzystuje się duży elektromagnes, fale radiowe i komputer do przechwytywania szczegółowych obrazów mózgu. MRI zapewnia obrazy o wyższej jakości niż te uzyskane za pomocą CT. Ta technika była przełomem w badaniach obrazowania mózgu.

3. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET)

Jest uważana za jedną z najbardziej inwazyjnych technik. Służy do pomiaru aktywności metabolicznej różnych obszarów mózgu.

Ten osiąga się to poprzez wstrzyknięcie pacjentowi substancji radioaktywnej, która wiąże się z glukozą, aby później związać się z błonami komórkowymi ośrodkowego układu nerwowego przez krwioobieg.

Glukoza szybko gromadzi się w obszarach o największej aktywności metabolicznej. Umożliwia to identyfikację zmniejszenia liczby neuronów w określonym obszarze mózgu w przypadku wykrycia hipometabolizmu.

• Możesz być zainteresowany: „Nabyte uszkodzenia mózgu: 3 główne przyczyny”

4. Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI)

Ta technika jest kolejnym wariantem używanym do wizualizacji obszarów mózgu, które są aktywne w określonym czasie lub podczas wykonywania jakiejś czynności; co jest osiągane przez wykrywanie wzrostu tlenu we krwi w tych najbardziej aktywnych obszarach. Zapewnia lepszą rozdzielczość obrazów niż inne techniki obrazowania funkcjonalnego.

5. Elektroencefalogram (EEG)

Technika została zapoczątkowana w latach dwudziestych XX wieku i służy do pomiaru aktywności elektrycznej mózgu poprzez umieszczenie elektrod na czaszce.

Celem tego narzędzia jest: zbadać wzorce fal mózgowych związane z określonymi stanami behawioralnymi (P. Na przykład fale beta są związane ze stanem czujności, a także czuwania; podczas gdy fale delta są związane ze snem), a także umożliwia wykrycie ewentualnych zmian neurologicznych (str. np. padaczka).

Wielką przewagą MEG nad EEG jest możliwość ukazania trójwymiarowej lokalizacji grupy neuronów generujących mierzone pole magnetyczne.

• Możesz być zainteresowany: „Części ludzkiego mózgu (i funkcje)”

Zalety i wady Magnetoencefalografii

Podobnie jak w przypadku każdego zasobu, który czyni mózg zrozumiałą rzeczywistością i jest w stanie dostarczyć odpowiednich danych, magnetoencefalografia ma pewne zalety i wady. Zobaczmy, jakie one są.

Korzyść

Według Zhanga, Zhanga, Reynoso i Silvy-Pereyi (2014), wśród zalet tej rewolucyjnej techniki pomiaru mózgu wyróżniają się następujące.

Jak już wspomniano, jest to test nieinwazyjny, więc nie jest konieczne penetrowanie wnętrza czaszki jakimiś instrumentami specjalizuje się w pomiarach pól magnetycznych emitowanych przez prądy nerwowe w różnych obszarach mózgu. Co więcej, jest to jedyna całkowicie nieinwazyjna technika neuroobrazowania. Oczywiście jego użycie nie boli.

Ponadto daje możliwość: oglądać funkcjonalne obrazy mózgu w momentach, w których można wywnioskować, że mogło wystąpić zaburzenie ale nie ma na to dowodów anatomicznych. Dlatego ten test pokazuje z dużą precyzją lokalny punkt aktywności mózgu.

Kolejną stwierdzoną zaletą jest to, że oferuje również możliwość: zbadać niemowlęta, które nie nabyły jeszcze zdolności do emitowania reakcji behawioralnych.

Wreszcie, według Maestu i in. (2005) sygnał MEG nie ulega degradacji w wyniku przechodzenia przez różne tkanki; coś, co dzieje się z prądami uchwyconymi przez EEG. Pozwala to magnetoencefalografii na bezpośredni pomiar sygnałów neuronalnych w ciągu milisekund.

Wady

Według Maestu i in. (2005) prezentuje MEG pewne ograniczenia, które sprawiają, że nie jest to technika ostateczna w dziedzinie badania poznań. Te ograniczenia to:

• Niemożność uchwycenia źródeł znajdujących się w głębi mózgu.
• Wysoka wrażliwość na środowisko, w którym odbywa się badanie.