Magnetic Resonance Imaging (MRI) har gitt leger muligheten til å få veldig gode bilder av hjernens strukturer. En nyere teknikk kjent som funksjonell MR kan gå enda lenger ved også indirekte å måle hjerneaktivitet. Mens det meste av tiden teknikken bare brukes i forskningsstudier, blir den mer vanlig i kliniske omgivelser.
Du har sannsynligvis kommet over bilder opprettet ved hjelp av funksjonell MR på et eller annet tidspunkt. De viser en hjerne med fargede områder som viser områder av hjernen assosiert med noen funksjoner som språk eller bevegelse. Disse studiene er veldig populære: Hundrevis av vitenskapelige artikler som bruker denne teknologien publiseres hver måned, hvorav mange også er nevnt i lekpressen. Men hvordan blir disse bildene laget, og hva representerer de egentlig?
Matthew Simmons / Stringer / Getty Images
Hvordan fungerer funksjonell MR
Funksjonell MR bruker et spesielt signal som kalles blod oksygeniveavhengig (FETT) kontrast. Blod som strømmer gjennom hjernen bærer oksygen på molekyler som kalles hemoglobin. Hemoglobinmolekyler bærer også jern og har derfor et magnetisk signal. Det viser seg at hemoglobinmolekyler har forskjellige magnetiske egenskaper når de er festet til oksygen enn når de ikke bærer oksygen, og denne lille forskjellen kan oppdages med en MR-maskin.
Når et område av hjernen er mer aktivt, bruker det i utgangspunktet mye oksygen i blodet. Kort tid etter utvider hjernen lokale blodkar for å gjenopprette oksygentilførselen. Hjernen kan til og med gjøre denne jobben litt for godt, slik at mer oksygenrikt blod går inn i området enn det som opprinnelig ble brukt. MR-maskinen kan oppdage forskjellen i signal som skyldes denne økningen i oksygen i blodet.
Så funksjonelle MR-studier ser faktisk ikke på neuronal aktivitet direkte, men ser på hvordan oksygennivået i blodet endres og korrelerer denne aktiviteten til nervene som skyter. Studier har vist at denne antagelsen vanligvis er riktig, selv om sykdommer som vaskulære misdannelser, svulster og til og med normal aldring kan endre forholdet mellom nevral aktivitet og den lokale blodstrømmen som resulterer i FETT signal.
Hvordan leger bruker funksjonell MR
Fordi det er en relativt nyere teknologi, og fordi andre teknikker kan svare på lignende spørsmål som fMRI kan, brukes ikke fMRI ofte i kliniske eller sykehusinnstillinger. Imidlertid kan den brukes til å planlegge viktige hjernekirurgier. For eksempel, hvis en nevrokirurg vil fjerne en hjernesvulst som sitter nær hjernespråksentrene, kan de bestille en fMRI-studie for å vise nøyaktig hvilke områder av hjernen som er involvert i språket. Dette hjelper nevrokirurgen med å unngå å skade disse regionene mens han utfører kirurgi. Imidlertid er den vanligste bruken av fMRI i medisinsk forskning.
Typer forskning gjort med fMRI
Det er to hovedmåter å bruke fMRI for å visualisere hjernens funksjon. En metode fokuserer på å finne bestemte områder av hjernen som reagerer på noen oppgaver eller stimulanser. For eksempel kan personen i MR-skanneren bli vist et blinkende rutebrett på noen punkter, og andre ganger en tom skjerm. De kan bli bedt om å trykke på en knapp når de ser det blinkende rutebrettet. Signalet under oppgaven vil da bli sammenlignet med signalet når oppgaven ikke blir utført, og resultatet blir et slags bilde av hvilke hjerneregioner som var involvert i å se et blinkende rutebrett og deretter trykke på en knapp.
Den andre måten fMRI kan brukes på er å evaluere nevrale nettverk. Dette innebærer å finne ut hvilke områder av hjernen som snakker med hverandre. Hvis et område av hjernen vanligvis lyser opp samtidig som et annet, kan disse to områdene av hjernen være koblet sammen. Ingen oppgaver kan til og med være nødvendig for å gjøre denne typen studier. Av denne grunn kalles disse studiene noen ganger funksjonell magnetisk resonansavbildning i hviletilstand.
Informasjonen som kommer fra funksjonelle MR-studier er veldig komplisert og krever mye statistisk analyse for å være meningsfull. Dette førte til at mange mistillit resultatene av funksjonelle MR-studier, da det virket som det var mange mulige muligheter for feil i analysen. Etter hvert som både forskere og anmeldere har blitt mer kjent med den nye teknologien, blir resultatene både mer pålitelige og pålitelige.
Hva fremtiden bringer
Funksjonelle MR-studier har allerede vist mange forskjellige ting om hjernen, i tillegg til å bekrefte det vi allerede visste om nevrale veier og lokalisering. Selv om det er vanskelig å si om fMRI noen gang vil bli brukt ofte i en klinisk setting, gjør dens popularitet og effektivitet som forskningsverktøy alene det viktig for både leger og lekfolk å ha en grunnleggende forståelse av hvordan dette verktøyet fungerer.
.jpg)
