Магнітоенцефалографія: що це таке і для чого використовується

Магнітоенцефалографія є одним з найвідоміших методів нейровізуалізації, які використовуються як у програмах клінічних втручань, так і в напрямках досліджень мозку людини. Тому це приклад того, як технології допомагають нам краще пізнати себе.

У цій статті ми побачимо, з чого складається магнітоенцефалографія і як вона працює, і яке його використання.

• Пов'язана стаття: «Нейропсихологія: що це таке і що є її об’єктом вивчення?»

Розуміння мозку за допомогою нових технологій

У цьому немає жодних сумнівів мозок — це система, що складається з мільйонів надзвичайно складних біологічних процесів, серед яких варто виділити мову, сприйняття, пізнання та руховий контроль. Ось чому протягом тисячоліть цей орган викликав великий інтерес з боку різного роду вчених, які висували різні гіпотези щодо його функцій.

Кілька років тому для вимірювання когнітивних процесів використовувалися методи вимірювання поведінки; наприклад, вимірювання часу реакції та тести паперу та олівця. Пізніше, протягом 90-х років, великі технологічні досягнення дозволили реєструвати мозкову активність, пов’язану з цими когнітивними процесами. Це був великий якісний стрибок у цій галузі досліджень і доповнення до традиційних методик, які використовуються і сьогодні.

Завдяки цим досягненням сьогодні відомо, що в Функція мозку включає мільярди нейронів, які взаємопов’язані, утворюючи те, що відомо як синаптичні зв'язки і ці зв’язки приводять в рух електричні імпульси в мозку.

Можна сказати, що кожен нейрон працює так, ніби це «невеликий електрохімічний насос», який містить іони, які заряджені електрикою і знаходяться в безперервному русі як всередині, так і зовні клітинної мембрани нейрон. Коли нейрони заряджені, вони забезпечують потік струму в клітини, а ті, у свою чергу, стимулюються; викликаючи так званий потенціал дії, який змушує нейрон запускати потік заряджених іонів.

Цей електричний потенціал рухається, поки не досягне пресинаптичної області, а потім вивільняється в синаптичному просторі нейромедіатори, які отримують доступ до постсинаптичної мембрани клітини і негайно викликають внутрішньо- і позаклітинний.

Коли кілька нейронів і синаптично взаємопов’язаних клітин активуються одночасно, вони забезпечують потік електричного струму, що супроводжується магнітним полем і, відповідно, вливаються в кору головного мозку.

Підраховано, що для того, щоб створити магнітне поле, яке можна виміряти за допомогою вимірювальних приладів, розміщених на голові, 50 000 нейронів або більше повинні бути активними та взаємопов’язаними. Якби електричні струми рухалися в протилежних напрямках, то магнітні поля, які супроводжували кожен струм, компенсували б одне одного (Hari and Salmelin, 2012; Чжан та ін., 2014).

Ці складні процеси можна візуалізувати завдяки методикам нейровізуалізації, в т.ч знайдіть той, який ми хочемо виділити, і ми розглянемо більш детально в цій статті магнітоенцефалографія.

• Вас може зацікавити: «Типи нейронів: характеристики та функції»

Що таке магнітоенцефалографія?

Магнітоенцефалографія (МЕГ) - це техніка нейровізуалізації, яка використовується для вимірювання магнітних полів, створених електричними струмами в мозку. Ці електричні струми виробляються через нейронні зв’язки по всьому мозку для виконання кількох функцій. Кожна функція виробляє певні мозкові хвилі, і це дозволить нам виявити, наприклад, якщо людина не спить чи спить.

MAG також є неінвазивним медичним тестом; тому під час роботи не потрібно вставляти інструмент у череп для виявлення міжнейронних електричних сигналів. Таким чином, цей інструмент дає змогу вивчати людський мозок in vivo ми можемо виявити повноцінну роботу різних механізмів мозку, коли людина отримує певні подразники або виконує певну діяльність. У той же час це дозволяє нам локалізувати аномалію, якщо вона є (Del Abril, 2009).

За допомогою MEG ми можемо візуалізувати мобільні тривимірні зображення, за допомогою яких ми можемо точно виявити, крім аномалій, їх структуру та функції, які вони виконують. Це дозволяє фахівцям з’ясувати, чи є якісь зв’язки з особистістю суб’єктів, які представляють Ці аномалії вивчають, чи відіграє генетика важливу роль, і навіть контрастують, чи впливають вони на пізнання та емоції.

• Пов'язана стаття: «5 основних технологій вивчення мозку»

Хто керує і де зазвичай використовується MEG?

Спеціалізований спеціаліст, відповідальний за виконання цих тестів для оцінки мозку лікар-рентгенолог.

Цей тест, як і інші методи нейровізуалізації, зазвичай проводять у лікарняних умовах, де є все необхідне обладнання.

Системи, які виконують MEG, виконуються в спеціалізованому приміщенні, яке має бути захищеним для запобігання перешкоди, які можуть бути викликані сильними магнітними сигналами, які виробляло б навколишнє середовище, якби вони проводилися в певному місці будь-який.

Щоб провести цей тест пацієнта розміщують у положенні сидячи, а на голову надягають «шолом», що містить магнітні датчики. Сигнали, які забезпечують вимірювання MEG, виявляються комп'ютером.

Інші методи, які дозволяють вивчати мозок "in vivo"

Методи нейровізуалізації, також відомі як нейрорадіологічні тести, – це ті, які дозволяють отримати зображення структури мозку в повному обсязі. Ці техніки дозволяють вивчати розлади або аномалії центральної нервової системи, щоб знайти лікування.

За даними Del Abril et al. (2009) за останні роки, окрім магнітоенцефалографії, найбільш використовувані методики, такі.

1. Комп'ютерна аксіальна томографія (КТ)

Ця методика використовується через комп’ютер, підключений до рентгенівського апарату.. Мета полягає в тому, щоб отримати серію детальних зображень внутрішньої частини мозку, зроблених під різними кутами.

2. Ядерний магнітний резонанс (ЯМР)

Для розробки цієї техніки використовується великий електромагніт, радіохвилі та комп’ютер для отримання детальних зображень мозку. МРТ дає більш якісні зображення, ніж ті, що отримані за допомогою КТ. Ця техніка стала проривом у дослідженнях візуалізації мозку.

3. Позитронно-емісійна томографія (ПЕТ)

Вважається однією з найбільш інвазивних методик. Він використовується для вимірювання метаболічної активності різних областей мозку.

Це це досягається шляхом введення пацієнту радіоактивної речовини, яка зв'язується з глюкозою, щоб пізніше зв'язуватися з клітинними мембранами центральної нервової системи через кровотік.

Глюкоза швидко накопичується в областях з найвищою метаболічною активністю. Це дає можливість виявити зменшення кількості нейронів в певній ділянці мозку, якщо виявляється гіпометаболізм.

• Вас може зацікавити: «Набуті ушкодження мозку: 3 основні причини»

4. Функціональна магнітно-резонансна томографія (фМРТ)

Ця техніка є ще одним варіантом, який використовується для візуалізації ділянок мозку, які активні в певний час або під час виконання певної діяльності; що досягається шляхом виявлення збільшення кисню в крові в тих найбільш активних зонах. Забезпечує кращу роздільну здатність зображення, ніж інші функціональні методи створення зображень.

5. Електроенцефалограма (ЕЕГ)

Техніка розпочалася в 1920-х роках, яка використовується для вимірювання електричної активності мозку шляхом розміщення електродів на черепі.

Метою цього інструменту є досліджувати моделі мозкових хвиль, пов’язані з конкретними поведінковими станами (стор. Наприклад, бета-хвилі асоціюються зі станом пильності, а також неспання; тоді як дельта-хвилі асоціюються зі сном), а також дозволяє виявити можливі неврологічні зміни (стор. епілепсія).

Великою перевагою, яку має MEG перед ЕЕГ, є можливість виявити тривимірне розташування групи нейронів, які генерують вимірюване магнітне поле.

• Вас може зацікавити: «Частини людського мозку (і функції)»

Переваги та недоліки магнітоенцефалографії

Як і будь-який ресурс, який робить мозок зрозумілою реальністю і здатним надавати відповідні дані, магнітоенцефалографія має певні переваги та недоліки. Давайте подивимося, які вони.

Перевага

За даними Zhang, Zhang, Reynoso та Silva-Pereya (2014), серед переваг цієї революційної методики вимірювання мозку виділяються наступні.

Як зазначалося раніше, це неінвазивний тест немає необхідності проникати всередину черепа за допомогою якогось типу інструменту спеціалізовані для вимірювання магнітних полів, що випромінюються нервовими струмами в різних областях мозку. Більше того, це єдиний абсолютно неінвазивний метод нейровізуалізації. Звичайно, його використання не зашкодить.

Крім того, це допускає можливість переглядати функціональні зображення мозку в моменти, коли можна зробити висновок про наявність розладу але немає анатомічних доказів, що підтверджують це. Тому цей тест з високою точністю показує місцеву точку мозкової активності.

Ще одна виявлена ​​перевага полягає в тому, що він також пропонує можливість обстежити немовлят, які ще не набули здатності випромінювати поведінкові реакції.

Нарешті, згідно з Maestu et al. (2005) сигнал MEG не погіршується при проходженні через різні тканини; щось, що дійсно відбувається з струмами, які фіксуються на ЕЕГ. Це дозволяє магнітоенцефалографії вимірювати нейронні сигнали безпосередньо і за мілісекунди.

Недоліки

За даними Maestu та ін. (2005) представляє MEG деякі обмеження, які не дають йому стати остаточною технікою в галузі дослідження пізнання. Такими обмеженнями є:

• Неможливість захоплення джерел, які знаходяться в глибині мозку.
• Висока чутливість до середовища, в якій проводиться тест.