Magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI) ir devusi ārstiem iespēju iegūt ļoti labus smadzeņu struktūru attēlus. Jauna tehnika, ko sauc par funkcionālo MRI, var iet vēl tālāk, netieši nosakot arī smadzeņu darbību. Lai gan lielāko daļu laika šī metode tiek izmantota tikai pētījumu veikšanā, tā klīniskajā vidē kļūst arvien izplatītāka.
Jūs, iespējams, nākat pāri attēliem, kas kādā brīdī izveidoti, izmantojot funkcionālo MRI.
Tie parāda smadzenes ar krāsainām zonām, kas attēlo smadzeņu apgabalus, kas saistīti ar kādu funkciju, piemēram, valodu vai kustību. Šie pētījumi ir ļoti populāri: simtiem zinātnisku rakstu, kas izmanto šo tehnoloģiju, tiek publicēti katru mēnesi, no kuriem daudzi ir arī minēti preses izdevumos. Bet kā tiek iegūti šie attēli un ko viņi patiesībā pārstāv?
Kā darbojas funkcionālie MRI darbi? Funkcionālā MRI izmanto īpašu signālu, ko sauc par asins skābekļa līmeņa atkarīgo (BOLD) kontrastu. Asinis, kas plūst caur smadzenēm, skābekli piegādā molekulām, ko sauc par hemoglobīnu. Hemoglobīna molekulas satur arī dzelzi, un tāpēc tām ir magnētiskais signāls. Izrādās, ka hemoglobīna molekulām ir dažādas magnētiskās īpašības, ja tās piestiprina pie skābekļa, nekā tad, ja tās nesatur skābekli, un šo mazo atšķirību var noteikt ar MR mašīnu.
Kad smadzeņu zona ir aktīvāka, tā sākotnēji patērē daudz skābekļa asinīs.
drīz pēc tam smadzenes paplašina lokālos asinsvadus, lai atjaunotu skābekļa piegādi. Smadzenes var pat nedaudz padarīt šo darbu nedaudz pārāk labi, lai apgabalā vairāk skābekli saturošā asiņa nonāktu nekā sākotnēji lietota. MR mašīna var noteikt signāla atšķirību, kas rodas, palielinot asinsspiedienu.
Tātad funkcionālie MRI pētījumi tiešām nekontrolē neironu aktivitāti, bet meklē, kā mainās skābekļa līmenis asinīs un saistās ar šo aktivitāti nervu uzbrukumam. Pētījumi parādīja, ka šis pieņēmums parasti ir pareizs, lai gan slimības, piemēram, asinsvadu malformācijas, audzēji un pat normāla novecošana, var mainīt attiecības starp nervu aktivitāti un vietējo asinsritumu, kas izraisa BOLD signālu.
Kā ārsti var izmantot funkcionālo MRI?
Tā kā tā ir salīdzinoši jauna tehnoloģija un tā kā citas metodes var atbildēt uz līdzīgiem jautājumiem, kurus var izmantot fMRI, fMRI parasti netiek izmantots klīniskajā vai slimnīcas iestādēs. Tomēr to var izmantot, lai palīdzētu plānot svarīgas smadzeņu operācijas. Piemēram, ja neiroķirurgs vēlas noņemt smadzeņu audzēju, kas atrodas smadzeņu valodu centru tuvumā, viņi var pasūtīt fMRI pētījumu, lai palīdzētu precīzi parādīt, kādas smadzeņu daļas ir saistītas ar valodu. Tādējādi neiroķirurgs ļaunprātīgi attīsta šos reģionus, veicot operāciju. Tomēr visbiežāk lietotā fMRI ir medicīniskā izpēte.
Kāda veida pētījumi ir izdarīti, izmantojot fMRI?
Ir divi galvenie veidi, kā izmantot fMRI, lai vizualizētu smadzeņu darbību. Viena metode koncentrējas uz specifisku smadzeņu apgabalu atrašanu, kas reaģē uz kādu uzdevumu vai stimulu.
Piemēram, MRI skenerim cilvēkam dažos punktos var tikt parādīts mirgojošs šaha skapis, bet citreiz – tukšs ekrāns. Viņiem var lūgt nospiest pogu ikreiz, kad viņi redz mirgojošo šaha karti. Uzdevuma signāls tad tiks salīdzināts ar signālu, kad uzdevums netiek darīts, un rezultāts būs sava veida priekšstats par to, kādi smadzeņu reģioni ir saistīti, redzot mirgojošo šaha bloku un pēc tam nospiežot pogu.
Citā veidā fMRI var izmantot, lai novērtētu neironu tīklus. Tas ietver izpratni par to, kuras smadzeņu jomas savstarpēji sarunājas. Ja viena smadzeņu zona parasti izgaismo vienlaikus ar citu, šīs divas smadzeņu daļas var būt saistītas.
Lai veiktu šāda veida pētījumus, var nebūt nekāda uzdevuma. Šī iemesla dēļ šos pētījumus dažkārt sauc par atslāņošanās funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanu.
informācija, kas iegūta no funkcionāliem MRI pētījumiem, ir ļoti sarežģīta un daudz statistiskās analīzes ir nepieciešama. Sākumā daudzi cilvēki neuzticēja funkcionālo MR pētījumu rezultātiem, jo šķiet, ka analīzē bija daudz iespēju kļūdīties. Tomēr, tā kā pētnieki un recenzenti ir iepazinušies ar jaunajām tehnoloģijām, rezultāti kļūst arvien uzticamāki un uzticamāki.
Ko nākotne ir saistīta ar funkcionālo MRI?
