Разуменне функцыянальнай нейровизуализации
Магнітна - рэзанансная тамаграфія (МРТ) дала лекарам магчымасць атрымаць вельмі добрыя малюнкі структур мозгу. Больш за новы метад, вядомы як функцыянальная МРТ можа пайсці яшчэ далей, ўскосна вымераючы актыўнасць мозгу, а таксама. Хоць вялікую частку часу гэты метад выкарыстоўваецца толькі ў навуковых даследаваннях, яна становіцца ўсё больш распаўсюджаным у клінічнай практыцы.
Вы, верагодна, сутыкаліся вобразы, створаныя з дапамогай функцыянальнай МРТ ў нейкі момант.
Яны паказваюць мозг з каляровымі абласцямі, якая паказвае вобласцю мозгу, звязаных з якой-небудзь функцыяй, як мова ці рух. Гэтыя даследаванні вельмі папулярныя: сотні навуковых артыкулаў з выкарыстаннем гэтай тэхналогіі публікуюцца кожны месяц, многія з якіх таксама згадваецца ў непрафесійнай прэсе. Але як гэтыя выявы зробленыя, і што яны на самой справе ўяўляюць?
Як Функцыянальная МРТ Праца
Функцыянальная МРТ выкарыстоўвае залежны (BOLD) кантрасту спецыяльнага сігналу, званыя ў крыві ўзроўню кіслароду. Кроў цячэ праз мозг пераносіць кісларод на малекулы пад назвай гемаглабін . Гемаглабін малекула, таксама нясе жалеза і, такім чынам, мае магнітны сігнал. Аказваецца, што малекулы гемаглабіну маюць розныя магнітныя ўласцівасці, калі яны далучаны да кіслароду, чым калі яны не нясуць кісларод, і гэта невялікае адрозненне можа быць выяўлена з дапамогай МРТ машыны.
Калі вобласць мозгу з'яўляецца больш актыўнай, ён першапачаткова спажывае шмат кіслароду ў крыві.
Неўзабаве пасля гэтага, мозг пашырае мясцовыя крывяносныя пасудзіны, каб аднавіць падачу кіслароду. Мозг можа нават зрабіць гэтую працу трохі занадта добра, так што больш насычанай кіслародам крыві пераходзіць ў вобласць, чым тое, што першапачаткова было выкарыстана. Машына МРТ можа выявіць розніцу ў сігнале, які ўзнікае ў выніку гэтага павелічэнне кіслароду ў крыві.
Такім чынам, функцыянальныя даследаванні МРТ фактычна не гледзячы на нейронавую актыўнасць наўпрост, але, гледзячы на тое, як змяніць ўзровень кіслароду ў крыві і суадносячы гэтую дзейнасць на нервы стральбы. Даследаванні паказалі , што гэта здагадка дакладна , як правіла, хоць і такія хваробы , як сасудзістыя мальформации, пухліны , і нават нармальнае старэнне могуць змяніць суадносіны паміж нейронавай актыўнасцю і мясцовым крывацёкам , што прыводзіць да BOLD сігналу.
Як лекары могуць выкарыстоўваць функцыянальную МРТ?
Паколькі гэта адносна новая тэхналогія, і таму, што іншыя метады могуць адказаць на падобныя пытанні, якія могуць фМРТ, фМРТ не часта выкарыстоўваюцца ў клінічных або стацыянара. Тым не менш, ён можа быць выкарыстаны, каб дапамагчы спланаваць важныя аперацыі на галаўным мозгу. Напрыклад, калі нейрахірург хоча, каб выдаліць пухліна мозгу, якая сядзіць побач з моўнымі цэнтрамі мозгу, яны могуць замовіць даследаванне МРТ, каб дапамагчы паказаць дакладна, якія вобласці мозгу звязаны з мовай. Гэта дапамагае нейрахірург ць пазбяганне пашкоджання гэтых абласцей ць час выканання аперацыі. Тым не менш, найбольш распаўсюджанае ўжыванне фМРТ ў медыцынскіх даследаваннях.
Якія віды даследаванняў ажыццяўляецца з дапамогай фМРТ?
Ёсць два асноўных спосабу выкарыстання фМРТ для візуалізацыі функцыі мозгу. Адзін метад засяроджваецца на пошуку канкрэтных абласцей мозгу, якія адказваюць на нейкай задачы або раздражняльнік.
Напрыклад, чалавек у МРТ сканэра можа быць паказаны перарывісты шахматную ў некаторых кропках, а часам пусты экран. Яны могуць папрасіць націснуць на кнопку кожны раз, калі яны бачаць перарывісты шахматную. Сігнал падчас задачы будзе затым параўноўваецца з сігналам, калі задача не робіцца, і вынік будзе свайго роду карціна, якія вобласці мозгу былі звязаны з бачачы перарывісты шахматную, а затым націскам кнопкі.
Іншы спосаб фМРТ можа быць выкарыстаны, каб ацаніць нейронавыя сеткі. Гэта прадугледжвае высвятленне таго, якія вобласці мозгу размаўляюць адзін з адным. Калі адна вобласць мозгу, як правіла, загараецца ў той жа час, як іншы, гэтыя дзве вобласці мозгу могуць быць звязаныя паміж сабой.
Ні адна задача не можа нават быць неабходныя для таго, каб зрабіць гэты від даследавання. Па гэтай прычыне, гэтыя даследаванні часам называюць стан спакою функцыянальнай магнітна-рэзананснай тамаграфіі.
Інфармацыя, якая паступае ад функцыянальных даследаванняў МРТ з'яўляецца вельмі складанай і патрабуе вялікага статыстычнага аналізу, каб быць значнымі. Першапачаткова гэта прывяло многіх людзей да недаверы вынікі функцыянальных даследаванняў МРТ, так як яна, як там было шмат магчымых магчымасцяў для памылак у аналізе. Тым не менш, паколькі абодва даследчыкі і аглядальнікі сталі больш знаёмыя з новай тэхналогіяй, вынікі становяцца і больш надзейным і годным даверу.
Што робіць Утрымліваць будучыню для функцыянальнай МРТ?
Функцыянальныя даследаванні МРТ ўжо паказала шмат розных рэчаў аб мозгу, у дадатку да пацвярджэнню таго, што мы ўжо ведалі пра нервовых шляхах і лакалізацыі. Пакуль цяжка сказаць, ці з'яўляецца фМРТ калі-небудзь будзе шырока выкарыстоўваецца ў клінічнай практыцы, яго папулярнасць і эфектыўнасць у якасці інструмента даследаванні ў адзіночку зрабіць гэта важна для абодвух лекараў і свецкія, каб мець агульнае ўяўленне пра тое, як працуе гэты інструмент.
крыніцы:
Прессман P, Gitelman D. Функцыянальная МРТ: Праймер для жыхароў неўралогіі. Neurology 2012 6 сакавіка, 78 (10) E68-E71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton В. Функцыянальная МРТ: Асноўныя прынцыпы і клінічнае прымяненне: Oxford Univrsity Press, ЗША, 2006.