Magnetoencephalography: มันคืออะไรและใช้ทำอะไร

Magnetoencephalography เป็นหนึ่งในเทคนิคการสร้างภาพประสาทที่รู้จักกันดีที่สุดซึ่งใช้ทั้งในโปรแกรมการแทรกแซงทางคลินิกและในสายการวิจัยเกี่ยวกับสมองของมนุษย์ จึงเป็นตัวอย่างของเทคโนโลยีที่ช่วยให้เรารู้จักตนเองดีขึ้นได้อย่างไร

ในบทความนี้ เราจะมาดูกันว่าเครื่องตรวจคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยอะไรและทำงานอย่างไรและมีประโยชน์อย่างไร

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ประสาทจิตวิทยา: มันคืออะไรและเป้าหมายของการศึกษาคืออะไร"

เข้าใจสมองจากเทคโนโลยีใหม่ๆ

มีข้อสงสัยว่า สมองเป็นระบบที่ประกอบด้วยกระบวนการทางชีววิทยาที่ซับซ้อนสูงหลายล้านกระบวนการซึ่งควรเน้นที่ภาษา การรับรู้ การรับรู้ และการควบคุมมอเตอร์ นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมร่างกายนี้จึงได้รับความสนใจอย่างมากจากนักวิชาการทุกประเภทที่ได้ตั้งสมมติฐานต่างๆ เกี่ยวกับหน้าที่ของมัน

เมื่อหลายปีก่อน ในการวัดกระบวนการรับรู้ ได้ใช้เทคนิคการวัดพฤติกรรม เช่น การวัดเวลาปฏิกิริยาและการทดสอบกระดาษและดินสอ ต่อมา ตลอดช่วงทศวรรษ 90 ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมทำให้สามารถบันทึกกิจกรรมของสมองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรับรู้เหล่านี้ได้ นี่เป็นการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพที่ยอดเยี่ยมในด้านการวิจัยนี้และเป็นส่วนเสริมของเทคนิคดั้งเดิมที่ยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้

ต้องขอบคุณความก้าวหน้าเหล่านี้ วันนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าใน การทำงานของสมองเกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทหลายพันล้านเซลล์ที่เชื่อมต่อถึงกันทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า การเชื่อมต่อ synaptic และการเชื่อมต่อเหล่านี้เกิดขึ้นจากแรงกระตุ้นไฟฟ้าในสมอง

กล่าวได้ว่าเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ทำงานประหนึ่งว่าเป็น "ปั๊มไฟฟ้าเคมีขนาดเล็ก" ที่มีไอออน ซึ่งก็คือ ประจุไฟฟ้าและเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องทั้งภายในและภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ของ เซลล์ประสาท เมื่อเซลล์ประสาทถูกประจุ พวกมันจะให้กระแสไหลเข้าสู่เซลล์ และในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้จะถูกกระตุ้น; ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการกระทำที่มีศักยภาพที่ทำให้เซลล์ประสาทยิงการไหลของไอออนที่มีประจุ

ศักย์ไฟฟ้านี้จะเคลื่อนที่จนกว่าจะถึงบริเวณพรีซินแนปติกแล้วปล่อยในพื้นที่ซินแนปติก สารสื่อประสาทที่เข้าถึงเยื่อหุ้มเซลล์ postsynaptic และทำให้เกิดภายในและ .ทันที นอกเซลล์

เมื่อเซลล์ประสาทหลายเซลล์และเซลล์ที่เชื่อมต่อกันแบบไซแนปติคัลถูกกระตุ้นพร้อมกัน การไหลของกระแสไฟฟ้าพร้อมกับสนามแม่เหล็ก และดังนั้นพวกมันจึงไหลเข้าสู่เปลือกสมอง

ประมาณการว่าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก วัดได้โดยใช้เครื่องมือวัดที่วางอยู่บนศีรษะ ต้องมีเซลล์ประสาทจำนวน 50,000 เซลล์ขึ้นไปที่ต้องทำงานและเชื่อมต่อถึงกัน. หากเป็นกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม สนามแม่เหล็กที่ควบคู่ไปกับกระแสแต่ละกระแสจะตัดกันออกจากกัน (Hari and Salmelin, 2012; จาง et al., 2014).

กระบวนการที่ซับซ้อนเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ด้วยเทคนิคการสร้างภาพประสาท ซึ่งรวมถึง ค้นหาสิ่งที่เราต้องการเน้นและเราจะกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมในบทความนี้ การตรวจด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

• คุณอาจสนใจ: "ประเภทของเซลล์ประสาท: ลักษณะและหน้าที่"

magnetoencephalography คืออะไร?

Magnetoencephalography (MEG) คือ เทคนิคการสร้างภาพประสาทที่ใช้ในการวัดสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในสมอง. กระแสไฟฟ้าเหล่านี้ผลิตขึ้นจากการเชื่อมต่อของระบบประสาททั่วสมองเพื่อผลิตหน้าที่หลายอย่าง แต่ละฟังก์ชันจะผลิตคลื่นสมอง และสิ่งนี้จะช่วยให้เราตรวจจับได้ ตัวอย่างเช่น หากบุคคลนั้นตื่นอยู่หรือนอนหลับ

MAG ยังเป็นการทดสอบทางการแพทย์ที่ไม่รุกราน ดังนั้น ในระหว่างการจัดการ ไม่จำเป็นต้องใส่เครื่องมือเข้าไปในกะโหลกศีรษะเพื่อตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าภายในเซลล์ เครื่องมือนี้ทำให้สามารถศึกษาสมองของมนุษย์ 'ในร่างกาย' ดังนั้น เราสามารถตรวจจับกลไกต่างๆ ของสมองได้อย่างเต็มที่ในขณะที่บุคคลนั้นได้รับสิ่งเร้าหรือทำกิจกรรมบางอย่าง. ในขณะเดียวกัน ก็ช่วยให้เราสามารถระบุตำแหน่งความผิดปกติ หากมี (Del Abril, 2009)

ด้วย MEG เราสามารถมองเห็นภาพสามมิติแบบเคลื่อนที่ได้ ซึ่งเราสามารถตรวจจับได้อย่างแม่นยำ นอกเหนือไปจากความผิดปกติ โครงสร้างและฟังก์ชันที่พวกมันเติมเต็ม ซึ่งช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบว่ามีความสัมพันธ์ใดๆ กับบุคลิกภาพของอาสาสมัครที่เข้าร่วมหรือไม่ ความผิดปกติเหล่านี้ ศึกษาว่าพันธุกรรมมีบทบาทที่เกี่ยวข้องหรือไม่ และแม้จะขัดแย้งกันหากมีอิทธิพลต่อการรับรู้และ อารมณ์

• บทความที่เกี่ยวข้อง: “5 เทคโนโลยีหลักสำหรับการศึกษาสมอง”

ใครเป็นผู้รับผิดชอบและมักใช้ MEG ที่ไหน

ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางที่รับผิดชอบการทดสอบประเมินสมองเหล่านี้คือ แพทย์รังสี.

การทดสอบนี้ เช่นเดียวกับเทคนิคการสร้างภาพประสาทอื่นๆ มักจะดำเนินการในสถานพยาบาลซึ่งมีเครื่องจักรที่จำเป็นทั้งหมด

ระบบที่ดำเนินการ MEG จะดำเนินการในห้องพิเศษที่ต้องได้รับการปกป้องเพื่อป้องกันไม่ให้ การรบกวนที่เกิดจากสัญญาณแม่เหล็กแรงสูงที่สิ่งแวดล้อมจะสร้างขึ้นหากถูกดำเนินการในสถานที่ ใด ๆ.

เพื่อทำการทดสอบนี้ ผู้ป่วยอยู่ในตำแหน่งนั่งและวาง "หมวกนิรภัย" ที่มีเซ็นเซอร์แม่เหล็กไว้เหนือศีรษะ. สัญญาณที่ให้การวัด MEG ถูกตรวจพบโดยคอมพิวเตอร์

เทคนิคอื่นๆ ที่ช่วยให้ศึกษาสมอง 'ในร่างกาย'

เทคนิคการสร้างภาพประสาทหรือที่เรียกว่าการทดสอบทางรังสีวิทยาคือเทคนิคที่ช่วยให้ได้ภาพโครงสร้างสมองในการดำเนินการเต็มรูปแบบ เทคนิคเหล่านี้ ให้ศึกษาความผิดปกติหรือความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางเพื่อหาวิธีการรักษา.

ตามที่ Del Abril และคณะ (2009) เทคนิคที่ใช้มากที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นอกเหนือจากการตรวจด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีดังต่อไปนี้

1. เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT)

เทคนิคนี้ใช้ผ่านคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครื่องเอ็กซ์เรย์. เป้าหมายคือการถ่ายภาพต่อเนื่องเป็นชุดของภาพภายในสมองที่มีรายละเอียด ซึ่งถ่ายจากมุมต่างๆ

2. นิวเคลียร์แม่เหล็กเรโซแนนซ์ (NMR)

ในการพัฒนาเทคนิคนี้ ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ คลื่นวิทยุ และคอมพิวเตอร์เพื่อจับภาพที่มีรายละเอียดของสมอง MRI ให้ภาพคุณภาพสูงกว่าที่ได้รับด้วย CT. เทคนิคนี้เป็นความก้าวหน้าสำหรับการวิจัยการถ่ายภาพสมอง

3. เอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET)

ถือเป็นหนึ่งในเทคนิคการบุกรุกมากที่สุด มันถูกใช้เพื่อวัดกิจกรรมการเผาผลาญของส่วนต่าง ๆ ของสมอง

นี้ ทำได้โดยการฉีดสารกัมมันตภาพรังสีให้ผู้ป่วยซึ่งจับกับกลูโคสเพื่อจับกับเยื่อหุ้มเซลล์ในภายหลัง ของระบบประสาทส่วนกลางผ่านทางกระแสเลือด

กลูโคสสะสมอย่างรวดเร็วในบริเวณที่มีกิจกรรมการเผาผลาญสูงสุด ทำให้สามารถระบุจำนวนเซลล์ประสาทที่ลดลงในบางพื้นที่ของสมองได้ในกรณีที่ตรวจพบภาวะเมตาบอลิซึม

• คุณอาจสนใจ: "ความเสียหายของสมองที่ได้รับ: สาเหตุ 3 อันดับแรก"

4. การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงหน้าที่ (fMRI)

เทคนิคนี้เป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่ใช้ในการแสดงภาพบริเวณสมองที่มีการเคลื่อนไหวในช่วงเวลาหนึ่งหรือเมื่อทำกิจกรรมบางอย่าง ซึ่งทำได้โดยการตรวจจับการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในเลือดในบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุด ให้ภาพที่มีความละเอียดดีกว่าเทคนิคการสร้างภาพเพื่อการใช้งานอื่นๆ.

5. คลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG)

เทคนิคเริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ. 1920 ซึ่งใช้ในการวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองโดยการวางอิเล็กโทรดบนกะโหลกศีรษะ

วัตถุประสงค์ของเครื่องมือนี้คือเพื่อ ตรวจสอบรูปแบบคลื่นสมองที่เกี่ยวข้องกับสภาวะพฤติกรรมเฉพาะ (NS. ตัวอย่างเช่น คลื่นเบต้าเกี่ยวข้องกับสภาวะของความตื่นตัวและความตื่นตัว ในขณะที่คลื่นเดลต้าเกี่ยวข้องกับการนอนหลับ) และยังช่วยให้ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทที่เป็นไปได้ (หน้า ก. โรคลมบ้าหมู)

ข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมที่ MEG มีเหนือ EEG คือความสามารถในการเปิดเผยตำแหน่งสามมิติของกลุ่มเซลล์ประสาทที่สร้างสนามแม่เหล็กที่กำลังวัด

• คุณอาจสนใจ: "ส่วนต่างๆ ของสมองมนุษย์ (และหน้าที่)"

ข้อดีและข้อเสียของแมกนีโตเอนเซ็ปฟาโรกราฟี

เช่นเดียวกับแหล่งข้อมูลใดๆ ที่จะทำให้สมองกลายเป็นความจริงที่เข้าใจได้และสามารถให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องได้ การตรวจคลื่นสมองด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีข้อดีและข้อเสียบางประการ เรามาดูกันว่าพวกเขาคืออะไร

ข้อได้เปรียบ

Zhang, Zhang, Reynoso และ Silva-Pereya (2014) กล่าวว่าข้อดีของเทคนิคการวัดสมองที่ปฏิวัติวงการนี้ มีความโดดเด่นดังต่อไปนี้

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้เป็นการทดสอบแบบไม่รุกรานดังนั้น ไม่จำเป็นต้องเจาะภายในกะโหลกศีรษะด้วยเครื่องมือบางประเภท เชี่ยวชาญในการวัดสนามแม่เหล็กที่ปล่อยออกมาจากกระแสประสาทในบริเวณต่างๆ ของสมอง ยิ่งไปกว่านั้น ยังเป็นเทคนิคการสร้างภาพประสาทที่ไม่รุกรานเพียงอย่างเดียวเท่านั้น แน่นอนว่าการใช้งานไม่เจ็บ

นอกจากนี้ยังช่วยให้มีความเป็นไปได้ของ ดูภาพการทำงานของสมองในบางครั้งเมื่ออนุมานได้ว่าอาจมีความผิดปกติ แต่ไม่มีหลักฐานทางกายวิภาคที่จะพิสูจน์ได้ นั่นคือเหตุผลที่การทดสอบนี้แสดงจุดของการทำงานของสมองในพื้นที่ที่มีความแม่นยำสูง

ข้อดีอีกประการที่ค้นพบก็คือมันยังมีความเป็นไปได้ของ ตรวจสอบทารกที่ยังไม่ได้รับความสามารถในการเปล่งการตอบสนองทางพฤติกรรม.

สุดท้ายตาม Maestu et al. (2005) สัญญาณ MEG ไม่ได้ลดลงเมื่อผ่านเนื้อเยื่อต่างๆ; บางอย่างที่เกิดขึ้นกับกระแส EEG ที่จับได้ ซึ่งช่วยให้สามารถวัดสัญญาณประสาทได้โดยตรงและภายในเวลาไม่กี่วินาที

ข้อเสีย

ตามที่ Maestu และคณะ (2005) MEG นำเสนอ ข้อจำกัดบางประการที่ขัดขวางไม่ให้เป็นเทคนิคขั้นสุดท้ายในด้านการศึกษาความรู้ความเข้าใจ. ข้อจำกัดเหล่านี้คือ:

• เป็นไปไม่ได้ที่จะจับแหล่งที่มาที่อยู่ในส่วนลึกของสมอง
• ความไวสูงต่อสภาพแวดล้อมที่ทำการทดสอบ