Magnetoencefalografija: kaj je in za kaj se uporablja

Magnetoencefalografija je ena izmed najbolj znanih tehnik nevroslikovanja, ki se uporablja tako v programih kliničnih intervencij kot pri raziskavah človeških možganov. Zato je primer, kako nam tehnologija pomaga, da se bolje spoznamo.

V tem članku bomo videli, iz česa je sestavljena magnetoencefalografija in kako deluje, in kakšne so njegove uporabe.

• Povezani članek: "Nevropsihologija: kaj je in kaj je njen predmet preučevanja?"

Razumevanje možganov iz novih tehnologij

O tem ni dvoma možgani so sistem, sestavljen iz milijonov zelo zapletenih bioloških procesov, med katerimi velja izpostaviti jezik, zaznavanje, kognicijo in motorični nadzor. Zato že tisočletja to telo vzbuja veliko zanimanje vseh vrst učenjakov, ki so podajali različne hipoteze o njegovih funkcijah.

Pred nekaj leti so se za merjenje kognitivnih procesov uporabljale tehnike vedenjskega merjenja; kot so meritve reakcijskega časa ter testi papirja in svinčnika. Kasneje, v 90. letih, je velik tehnološki napredek omogočil beleženje možganske aktivnosti, ki je bila povezana s temi kognitivnimi procesi. To je bil velik kvalitativni preskok na tem področju raziskav in dopolnilo tradicionalnim tehnikam, ki se uporabljajo še danes.

Zahvaljujoč tem napredku je danes znano, da v delovanje možganov vključuje milijarde nevronov, ki so med seboj povezani, ki tvori tisto, kar je znano kot sinaptične povezave in te povezave poganjajo električni impulzi v možganih.

Za vsak nevron lahko rečemo, da deluje, kot da bi bil "majhna elektrokemična črpalka", ki vsebuje ione, ki so nabiti z elektriko in so v neprekinjenem gibanju, tako znotraj kot zunaj celične membrane nevrona. Ko so nevroni napolnjeni, zagotavljajo pretok toka v celice, te pa se stimulirajo; povzroča tako imenovani akcijski potencial, ki povzroči, da nevron sproži tok nabitih ionov.

Ta električni potencial se premika, dokler ne doseže presinaptične regije in se nato sprosti v sinaptičnem prostoru nevrotransmiterji, ki dostopajo do celične postsinaptične membrane in takoj povzročijo intra- in zunajcelični.

Ko se več nevronov in sinaptično povezanih celic hkrati aktivira, ti zagotavljajo tok električnega toka, ki ga spremlja magnetno polje in v skladu s tem tečejo v možgansko skorjo.

Ocenjuje se, da za nastanek magnetnega polja, ki ga je mogoče izmeriti z merilnimi instrumenti, nameščenimi na glavo, 50.000 nevronov ali več mora biti aktivnih in medsebojno povezanih. Če bi se električni tokovi gibali v nasprotnih smereh, bi se magnetna polja, ki spremljajo vsak tok, medsebojno izničila (Hari in Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Te zapletene procese je mogoče vizualizirati zahvaljujoč tehnikam nevroslikovanja, vključno z poiščite tistega, ki ga želimo izpostaviti, in podrobneje se bomo posvetili v tem članku magnetoencefalografija.

• Morda vas zanima: "Vrste nevronov: značilnosti in funkcije"

Kaj je magnetoencefalografija?

Magnetoencefalografija (MEG) je tehnika nevroslikovanja, ki se uporablja za merjenje magnetnih polj, ki jih povzročajo električni tokovi v možganih. Ti električni tokovi se proizvajajo prek nevronskih povezav v možganih, da bi ustvarili več funkcij. Vsaka funkcija proizvaja določene možganske valove, kar bi nam omogočilo, da na primer zaznamo, ali je oseba budena ali spi.

MAG je tudi neinvazivni medicinski test; zato med rokovanjem ni treba vstaviti nobenega instrumenta v lobanjo, da bi zaznali internevronske električne signale. To orodje torej omogoča preučevanje človeških možganov "in vivo". zaznamo lahko različne mehanizme možganov v polnem delovanju, medtem ko človek sprejema določene dražljaje ali opravlja kakšno dejavnost. Hkrati nam omogoča lociranje anomalije, če sploh obstaja (Del Abril, 2009).

Z MEG lahko vizualiziramo mobilne tridimenzionalne slike, s katerimi lahko na natančen način zaznamo poleg anomalij njihovo strukturo in funkcijo, ki jo opravljajo. To strokovnjakom omogoča, da raziščejo, ali obstaja kakršna koli povezava z osebnostjo subjektov, ki se predstavijo te anomalije preučujejo, ali ima genetika pomembno vlogo, in celo nasprotujejo, če vplivajo na kognicijo in čustva.

• Povezani članek: "5 glavnih tehnologij za preučevanje možganov"

Kdo je odgovoren in kje se običajno uporablja MEG?

Specializirani strokovnjak, ki je zadolžen za izvajanje teh testov za oceno možganov je zdravnik radiolog.

Ta test, kot tudi ostale tehnike nevroslikovanja, se običajno izvajajo v bolnišničnih okoljih, kjer so na voljo vsi potrebni stroji.

Sistemi, ki izvajajo MEG, se izvajajo v specializiranem prostoru, ki mora biti zaščiten, da se prepreči motnje, ki bi jih lahko povzročili močni magnetni signali, ki bi jih povzročilo okolje, če bi se izvajali na določenem mestu kaj.

Za izvedbo tega testa bolnika namestimo v sedeči položaj in na glavo namestimo "čelado", ki vsebuje magnetne senzorje. Računalnik zazna signale, ki zagotavljajo merjenje MEG.

Druge tehnike, ki omogočajo preučevanje možganov 'in vivo'

Tehnike nevroslikovanja, znane tudi kot nevroradiološki testi, so tiste, ki omogočajo pridobitev slike možganske strukture v polnem delovanju. Te tehnike omogočajo preučevanje motenj ali nenormalnosti centralnega živčnega sistema, da bi našli zdravljenje.

Po mnenju Del Abril et al. (2009) so tehnike, ki se v zadnjih letih najpogosteje uporabljajo, poleg magnetoencefalografije naslednje.

1. Računalniška aksialna tomografija (CT)

Ta tehnika se uporablja prek računalnika, ki je povezan z rentgenskim aparatom.. Cilj je zajeti serijo podrobnih slik notranjosti možganov, posnetih iz različnih zornih kotov.

2. jedrska magnetna resonanca (NMR)

Za razvoj te tehnike se uporablja velik elektromagnet, radijski valovi in ​​računalnik za zajemanje podrobnih slik možganov. MRI daje slike višje kakovosti kot tiste, ki jih dobimo s CT. Ta tehnika je bila preboj v raziskavah slikanja možganov.

3. Pozitronska emisijska tomografija (PET)

Velja za eno najbolj invazivnih tehnik. Uporablja se za merjenje presnovne aktivnosti različnih predelov možganov.

tole doseže se z injiciranjem pacienta z radioaktivno snovjo, ki se veže na glukozo, da se kasneje veže na celične membrane centralnega živčnega sistema skozi krvni obtok.

Glukoza se hitro kopiči na območjih z najvišjo presnovno aktivnostjo. To omogoča ugotavljanje zmanjšanja števila nevronov na določenem območju možganov, če se odkrije hipometabolizem.

• Morda vas zanima: "Pridobljena poškodba možganov: njeni glavni 3 vzroki"

4. Funkcionalno slikanje z magnetno resonanco (fMRI)

Ta tehnika je še ena različica, ki se uporablja za vizualizacijo možganskih regij, ki so aktivne ob določenem času ali pri izvajanju neke dejavnosti; kar dosežemo z odkrivanjem povečanja kisika v krvi na tistih najbolj aktivnih območjih. Zagotavlja slike z boljšo ločljivostjo kot druge funkcionalne tehnike slikanja.

5. elektroencefalogram (EEG)

Tehnika se je začela v dvajsetih letih prejšnjega stoletja in se uporablja za merjenje električne aktivnosti možganov z namestitvijo elektrod na lobanjo.

Namen tega orodja je, da raziskati vzorce možganskih valov, povezanih s specifičnimi vedenjskimi stanji (str. Na primer, beta valovi so povezani s stanjem budnosti in tudi budnosti; medtem ko so delta valovi povezani s spanjem) in omogoča tudi odkrivanje možnih nevroloških sprememb (str. npr. epilepsija).

Velika prednost, ki jo ima MEG pred EEG, je sposobnost razkrivanja tridimenzionalne lokacije skupine nevronov, ki ustvarja merjeno magnetno polje.

• Morda vas zanima: "Deli človeških možganov (in funkcije)"

Prednosti in slabosti magnetoencefalografije

Kot vsak vir, ki omogoča, da možgani postanejo razumljiva realnost in lahko zagotovijo ustrezne podatke, ima magnetoencefalografija določene prednosti in slabosti. Poglejmo, kaj so.

Prednost

Po mnenju Zhang, Zhang, Reynoso in Silva-Pereya (2014) med prednostmi te revolucionarne tehnike merjenja možganov izstopajo naslednje.

Kot smo že omenili, gre za neinvaziven test, torej ni treba prodreti v notranjost lobanje s kakšnim instrumentom specializirano za merjenje magnetnih polj, ki jih oddajajo nevronski tokovi v različnih predelih možganov. Še več, to je edina popolnoma neinvazivna tehnika nevroslikovanja. Seveda njegova uporaba ne škodi.

Poleg tega omogoča možnost si oglejte funkcionalne slike možganov v trenutkih, ko se sklepa, da gre za motnjo vendar ni anatomskih dokazov, ki bi to dokazali. Zato ta test z visoko natančnostjo pokaže lokalno točko možganske aktivnosti.

Druga ugotovljena prednost je, da ponuja tudi možnost pregledati dojenčke, ki še niso pridobili sposobnosti oddajanja vedenjskih odzivov.

Nazadnje, po mnenju Maestu et al. (2005) signal MEG se zaradi prehoda skozi različna tkiva ne poslabša; nekaj, kar se zgodi s tokovi, ki jih zajame EEG. To omogoča magnetoencefalografiji, da neposredno in v nekaj milisekundah meri nevronske signale.

Pomanjkljivosti

Po mnenju Maestu et al. (2005) predstavlja MEG nekatere omejitve, ki preprečujejo, da bi bila dokončna tehnika na področju preučevanja spoznanj. Te omejitve so:

• Nemožnost zajemanja virov, ki so v globinah možganov.
• Visoka občutljivost na okolje, v katerem poteka test.