Memahami Neuroimaging Fungsian
Pengimejan Resonans Magnetik (MRI) telah memberikan doktor keupayaan untuk mendapatkan imej yang sangat baik dari struktur otak. Teknik baru yang dikenali sebagai fungsi MRI dapat pergi lebih jauh dengan secara tidak langsung mengukur aktivitas otak juga. Walaupun kebanyakan teknik ini hanya digunakan dalam kajian penyelidikan, ia menjadi lebih biasa dalam keadaan klinikal.
Anda mungkin dapat melihat imej yang dibuat menggunakan MRI berfungsi pada satu ketika.
Mereka menunjukkan otak dengan kawasan berwarna yang menggambarkan kawasan otak yang berkaitan dengan beberapa fungsi seperti bahasa atau pergerakan. Kajian-kajian ini sangat popular: Ratusan artikel saintifik yang menggunakan teknologi ini diterbitkan setiap bulan, banyak yang juga disebutkan dalam media awam. Tetapi bagaimana imej-imej ini dibuat, dan apakah yang sebenarnya mereka represent?
Bagaimana MRI berfungsi berfungsi
MRI berfungsi menggunakan isyarat khas yang dipanggil kontras tahap oksigen darah (BOLD). Darah yang mengalir melalui otak membawa oksigen pada molekul yang dipanggil hemoglobin . Molekul hemoglobin juga membawa besi dan oleh itu mempunyai isyarat magnetik. Ternyata molekul hemoglobin mempunyai sifat magnetik yang berbeza apabila ia dilekatkan pada oksigen daripada ketika mereka tidak membawa oksigen, dan perbezaan kecil ini dapat dikesan dengan mesin MRI.
Apabila kawasan otak lebih aktif, pada mulanya ia menggunakan banyak oksigen dalam darah.
Tidak lama selepas itu, otak meleburkan saluran darah tempatan untuk memulihkan bekalan oksigen. Otak juga boleh melakukan kerja ini sedikit terlalu baik sehingga darah oksigen yang lebih banyak masuk ke kawasan daripada apa yang digunakan pada mulanya. Mesin MRI dapat mengesan perbezaan isyarat yang dihasilkan daripada peningkatan oksigen darah ini.
Oleh itu, kajian MRI berfungsi tidak benar-benar melihat aktiviti neuron secara langsung, tetapi melihat bagaimana tahap oksigen darah berubah dan mengaitkan aktiviti ini untuk menembak saraf. Kajian telah menunjukkan bahawa anggapan ini biasanya betul, walaupun penyakit seperti kecacatan vaskular, tumor , dan juga penuaan normal boleh mengubah hubungan antara aktiviti saraf dan aliran darah tempatan yang menghasilkan isyarat BOLD.
Bagaimana Doktor Boleh Menggunakan MRI Fungsian?
Kerana ia adalah teknologi yang agak baru dan kerana teknik lain boleh menjawab soalan yang sama yang boleh dilakukan oleh fMRI, fMRI tidak biasa digunakan dalam tetapan klinikal atau hospital. Walau bagaimanapun, ia boleh digunakan untuk membantu merancang pembedahan otak yang penting. Sebagai contoh, jika seorang ahli bedah saraf ingin menghilangkan tumor otak yang berdekatan dengan pusat bahasa otak, mereka boleh memerintahkan kajian fMRI untuk membantu menunjukkan dengan tepat apa bidang otak terlibat dengan bahasa. Ini membantu neurosurgeon mengelakkan merosakkan kawasan tersebut semasa melakukan pembedahan. Walau bagaimanapun, penggunaan fMRI yang paling biasa adalah dalam penyelidikan perubatan.
Apakah jenis penyelidikan yang dilakukan dengan menggunakan fMRI?
Terdapat dua cara utama untuk menggunakan fMRI untuk memvisualisasikan fungsi otak. Satu kaedah menumpukan pada mencari bahagian-bahagian tertentu otak yang bertindak balas terhadap beberapa tugas atau rangsangan.
Sebagai contoh, orang yang berada dalam pengimbas MRI mungkin ditunjukkan papan periksa berkelip di beberapa titik, dan masa lain skrin kosong. Mereka mungkin diminta untuk menolak butang setiap kali mereka melihat papan lampu berkelip. Isyarat semasa tugas itu akan dibandingkan dengan isyarat apabila tugas itu tidak dilakukan, dan hasilnya akan menjadi sejenis gambaran tentang apa yang melibatkan kawasan otak dengan melihat papan lampu kilat yang berkelip dan kemudian menolak butang.
Cara lain fMRI boleh digunakan adalah untuk menilai rangkaian saraf. Ini melibatkan mencari bahagian-bahagian otak yang bercakap antara satu sama lain. Jika satu kawasan otak biasanya menyala pada masa yang sama seperti yang lain, kedua-dua bidang otak ini mungkin disambungkan.
Tiada tugas bahkan diperlukan untuk melakukan kajian semacam ini. Atas sebab ini, kajian-kajian ini kadang-kadang dipanggil berehat keadaan pengimejan resonans magnetik berfungsi.
Maklumat yang diperoleh daripada kajian MRI berfungsi sangat rumit dan memerlukan banyak analisis statistik untuk menjadi bermakna. Pada mulanya ini menyebabkan ramai orang tidak percaya pada hasil kajian MRI yang berfungsi, kerana terdapat banyak kemungkinan peluang untuk kesalahan dalam analisis. Walau bagaimanapun, kerana kedua-dua penyelidik dan pengulas telah menjadi lebih akrab dengan teknologi baru, hasilnya menjadi lebih dipercayai dan boleh dipercayai.
Apakah Masa Depan untuk MRI berfungsi?
Kajian MRI fungsional telah menunjukkan banyak perkara yang berbeza mengenai otak, selain mengesahkan apa yang telah kita ketahui tentang laluan saraf dan penyetempatan. Walaupun sukar untuk mengatakan sama ada fMRI akan biasa digunakan dalam suasana klinikal, populariti dan keberkesanannya sebagai alat penyelidikan semata-mata menjadikannya penting bagi kedua-dua doktor dan orang awam untuk mempunyai pemahaman asas tentang bagaimana alat ini berfungsi.
Sumber:
Pressman P, Gitelman D. MRI fungsian: Buku asas untuk penduduk neurologi. Neurologi 2012 06 Mac, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. MRI Fungsian: Prinsip Asas dan Aplikasi Klinikal: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.