Magnetoencefalografi: vad det är och vad det används för

Magnetoencefalografi är en av de mest kända neuroimagingteknikerna som används både i kliniska interventionsprogram och i forskningslinjer på den mänskliga hjärnan. Därför är det ett exempel på hur tekniken hjälper oss att lära känna oss själva bättre.

I den här artikeln vi ska se vad magnetoencefalografi består av och hur den fungerar, och vad är dess användningsområden.

• Relaterad artikel: "Neuropsykologi: vad är det och vad är dess föremål för studie?"

Förstå hjärnan från ny teknik

Det är ingen tvekan om att hjärnan är ett system som består av miljontals mycket komplexa biologiska processer, bland vilka det är värt att lyfta fram språk, perception, kognition och motorisk kontroll. Det är därför som denna kropp i tusentals år har väckt stort intresse från alla slags forskare som har tillhandahållit olika hypoteser om dess funktioner.

För några år sedan, för att mäta kognitiva processer, användes beteendemätningstekniker; såsom reaktionstidsmätningar och pappers- och penntester. Senare, under hela 90-talet, gjorde stora tekniska framsteg det möjligt att registrera hjärnaktiviteten som var relaterad till dessa kognitiva processer. Detta var ett stort kvalitativt språng inom detta forskningsområde och ett komplement till de traditionella tekniker som fortfarande används idag.

Tack vare dessa framsteg är det idag känt att i hjärnans funktion involverar miljarder neuroner som är sammankopplade, bildar vad som kallas synaptiska förbindelser och dessa förbindelser sätts i rörelse av elektriska impulser i hjärnan.

Varje neuron kan sägas fungera som om det vore en "liten elektrokemisk pump" som innehåller joner, som är laddade med elektricitet och är i kontinuerlig rörelse, både inuti och utanför cellmembranet nervcell. När nervceller laddas ger de ett strömflöde in i cellerna, och dessa i sin tur stimuleras; orsakar vad som kallas en aktionspotential som får neuronen att avfyra flödet av laddade joner.

Denna elektriska potential rör sig tills den når den presynaptiska regionen och släpper sedan i det synaptiska utrymmet signalsubstanser som kommer åt cellens postsynaptiska membran och omedelbart orsakar intra- och extracellulär.

När flera neuroner och synaptiskt sammankopplade celler aktiveras samtidigt, tillhandahåller de ett flöde av elektrisk ström åtföljd av ett magnetfält och följaktligen flyter de in i hjärnbarken.

Det uppskattas att för att skapa ett magnetfält, mätbart genom mätinstrument som placeras på huvudet, 50 000 neuroner eller fler måste vara aktiva och sammankopplade. Om det var så att det fanns elektriska strömmar som rörde sig i motsatta riktningar, skulle magnetfälten som åtföljde varje ström eliminera varandra (Hari och Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).

Dessa komplexa processer kan visualiseras tack vare neuroimaging tekniker, inklusive hitta en som vi vill lyfta fram och vi kommer att ta upp mer i detalj i den här artikeln magnetoencefalografi.

• Du kanske är intresserad av: "Typer av neuroner: egenskaper och funktioner"

Vad är magnetoencefalografi?

Magnetoencefalografi (MEG) är en neuroavbildningsteknik som används för att mäta de magnetiska fält som produceras av elektriska strömmar i hjärnan. Dessa elektriska strömmar produceras genom neurala anslutningar i hela hjärnan för att producera flera funktioner. Varje funktion producerar vissa hjärnvågor och detta skulle göra det möjligt för oss att upptäcka till exempel om en person är vaken eller sover.

MAG är också ett icke-invasivt medicinskt test; under hantering behöver därför inget instrument sättas in i skallen för att upptäcka internuronala elektriska signaler. Detta verktyg gör det därför möjligt att studera den mänskliga hjärnan "in vivo". vi kan upptäcka olika mekanismer i hjärnan i full drift medan personen får vissa stimuli eller utför någon aktivitet. Samtidigt tillåter det oss att lokalisera en eventuell anomali (Del Abril, 2009).

Med MEG kan vi visualisera mobila tredimensionella bilder med vilka vi kan upptäcka på ett exakt sätt, förutom anomalierna, deras struktur och den funktion de fyller. Detta gör det möjligt för yrkesverksamma att undersöka om det finns något samband med personligheten hos de försökspersoner som presenterar dessa anomalier, studera om genetik spelar en relevant roll och även kontrast om de påverkar kognition och känslor.

• Relaterad artikel: "De 5 huvudteknologierna för studiet av hjärnan"

Vem är ansvarig och var brukar MEG användas?

Den specialiserade experten som ansvarar för att utföra dessa hjärnutvärderingstest är radiologläkaren.

Detta test, liksom resten av neuroimaging-tekniker, utförs vanligtvis på sjukhus där alla nödvändiga maskiner finns tillgängliga.

Systemen som utför MEG utförs i ett specialiserat rum som måste skyddas för att förhindra störningar som skulle kunna alstras av de starka magnetiska signaler som omgivningen skulle producera om den utfördes på en plats några.

För att genomföra detta test patienten ryms i sittande läge och en "hjälm" som innehåller magnetiska sensorer placeras över huvudet. Signalerna som ger MEG-mätningen detekteras av en dator.

Andra tekniker som gör det möjligt att studera hjärnan "in vivo"

Neuroimaging-tekniker, även kända som neuroradiologiska tester, är de som gör det möjligt att få en bild av hjärnans struktur i full drift. Dessa tekniker tillåta studier av störningar eller abnormiteter i centrala nervsystemet för att hitta en behandling.

Enligt Del Abril et al. (2009) är de mest använda teknikerna de senaste åren, förutom magnetoencefalografi, följande.

1. Datoriserad axiell tomografi (CT)

Denna teknik används genom en dator som är ansluten till en röntgenapparat.. Målet är att fånga en serie detaljerade bilder av insidan av hjärnan, tagna från olika vinklar.

2. Kärnmagnetisk resonans (NMR)

För att utveckla denna teknik används en stor elektromagnet, radiovågor och en dator för att fånga detaljerade bilder av hjärnan. MRT ger bilder av högre kvalitet än de som erhålls med CT. Denna teknik var ett genombrott för hjärnavbildningsforskning.

3. Positronemissionstomografi (PET)

Det anses vara en av de mest invasiva teknikerna. Det används för att mäta den metaboliska aktiviteten i olika delar av hjärnan.

Detta det uppnås genom att patienten injiceras med ett radioaktivt ämne som binder till glukos för att senare binda till cellmembranen centrala nervsystemet genom blodomloppet.

Glukos ackumuleras snabbt i områden med högst metabolisk aktivitet. Detta gör det möjligt att identifiera en minskning av antalet neuroner i ett visst område av hjärnan, i händelse av att hypometabolism upptäcks.

• Du kanske är intresserad av: "Förvärvad hjärnskada: dess tre främsta orsaker"

4. Funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI)

Denna teknik är en annan variant som används för att visualisera de hjärnregioner som är aktiva vid vissa tidpunkter eller när man utför någon aktivitet; vilket uppnås genom att upptäcka ökningen av syre i blodet i de mest aktiva områdena. Ger bilder med bättre upplösning än andra funktionella bildtekniker.

5. Elektroencefalogram (EEG)

Teknik startade på 1920-talet som används för att mäta hjärnans elektriska aktivitet genom att placera elektroder på skallen.

Syftet med detta verktyg är att undersöka hjärnvågsmönster associerade med specifika beteendetillstånd (s. Till exempel är betavågor förknippade med ett tillstånd av vakenhet och även av vakenhet; medan deltavågor är förknippade med sömn) och tillåter även upptäckt av möjliga neurologiska förändringar (s. t.ex. epilepsi).

En stor fördel som MEG har jämfört med EEG är förmågan att avslöja den tredimensionella platsen för den grupp av neuroner som genererar det magnetiska fältet som mäts.

• Du kanske är intresserad av: "Delar av den mänskliga hjärnan (och funktioner)"

Fördelar och nackdelar med Magnetoencefalografi

Som med alla resurser för att göra hjärnan till en begriplig verklighet och kapabel att tillhandahålla relevanta data, har magnetoencefalografi vissa fördelar och nackdelar. Låt oss se vad de är.

Fördel

Enligt Zhang, Zhang, Reynoso och Silva-Pereya (2014) utmärker sig följande bland fördelarna med denna revolutionerande hjärnmätningsteknik.

Som tidigare sagt är det ett icke-invasivt test, alltså det är inte nödvändigt att penetrera det inre av skallen med någon typ av instrument specialiserade för att kunna mäta de magnetiska fält som emitteras av neurala strömmar i hjärnans olika regioner. Dessutom är det den enda helt icke-invasiva neuroimagingtekniken. Naturligtvis skadar dess användning inte.

Dessutom ger det möjlighet till se funktionella bilder av hjärnan vid tillfällen då man kan dra slutsatsen att det kan finnas en störning men det finns inga anatomiska bevis som bevisar det. Det är därför detta test visar den lokala punkten för hjärnaktivitet med hög precision.

En annan fördel som har hittats är att den också ger möjlighet till undersöka spädbarn som ännu inte har förvärvat förmågan att avge beteendereaktioner.

Slutligen, enligt Maestu et al. (2005) MEG-signalen försämras inte av dess passage genom olika vävnader; något som uppstår med de strömmar som fångas av EEG. Detta gör att magnetoencefalografi kan mäta neuronala signaler direkt och inom några millisekunder.

Nackdelar

Enligt Maestu et al. (2005) presenterar MEG några begränsningar som hindrar det från att vara den definitiva tekniken inom området för studiet av kognitioner. Dessa begränsningar är:

• Omöjlighet att fånga källor som finns i hjärnans djup.
• Hög känslighet för miljön där testet äger rum.