Zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) poskytlo lékařům schopnost získat velmi dobré snímky struktur mozku. Novější technika známá jako funkční MRI může jít ještě dále nepřímým měřením mozkové aktivity. Ačkoli se tato technika většinou používá pouze ve výzkumných studiích, v klinickém prostředí je stále běžnější.
Pravděpodobně jste někdy narazili na obrázky vytvořené pomocí funkčního MRI. Ukazují mozek s barevnými oblastmi zobrazujícími oblasti mozku spojené s nějakou funkcí, jako je jazyk nebo pohyb. Tyto studie jsou velmi populární: Každý měsíc jsou publikovány stovky vědeckých článků využívajících tuto technologii, z nichž mnohé jsou zmíněny také v laickém tisku. Jak se však tyto obrázky vytvářejí a co vlastně představují?
Matthew Simmons / Stringer / Getty Images
Jak funkční MRI funguje
Funkční MRI využívá speciální signál zvaný kontrast hladiny kyslíku v krvi (BOLD). Krev protékající mozkem nese kyslík na molekulách nazývaných hemoglobin. Molekuly hemoglobinu také přenášejí železo, a proto mají magnetický signál. Ukazuje se, že molekuly hemoglobinu mají jiné magnetické vlastnosti, když jsou připojeny ke kyslíku, než když nedochází k přenosu kyslíku, a tento malý rozdíl lze zjistit pomocí MRI přístroje.
Když je oblast mozku aktivnější, nejprve spotřebuje hodně kyslíku v krvi. Krátce nato mozek rozšiřuje místní krevní cévy, aby obnovil přívod kyslíku. Mozek může tuto práci dělat až příliš dobře, takže do oblasti proudí více okysličené krve, než bylo původně použito. Přístroj MRI dokáže detekovat rozdíl v signálu, který je výsledkem tohoto zvýšení kyslíku v krvi.
Funkční studie MRI tedy ve skutečnosti nehledají přímo na neuronální aktivitu, ale zkoumají, jak se mění hladiny kyslíku v krvi, a korelují tuto aktivitu se střelbou nervů. Studie ukázaly, že tento předpoklad je obvykle správný, i když nemoci, jako jsou vaskulární malformace, nádory a dokonce i normální stárnutí, mohou změnit vztah mezi nervovou aktivitou a lokálním průtokem krve, který vede k BOLD signálu.
Jak lékaři používají funkční MRI
Protože se jedná o relativně novější technologii a protože jiné techniky mohou odpovědět na podobné otázky, které fMRI může, fMRI se běžně nepoužívá v klinickém ani nemocničním prostředí. Lze jej však použít k plánování důležitých mozkových operací. Například pokud chce neurochirurg odstranit mozkový nádor, který se nachází blízko jazykových center mozku, může si objednat studii fMRI, která pomůže přesně ukázat, jaké oblasti mozku jsou s jazykem spojeny. To pomáhá neurochirurgovi zabránit poškození těchto oblastí při operaci. Nejběžnější použití fMRI je však v lékařském výzkumu.
Typy výzkumu prováděného pomocí fMRI
Existují dva hlavní způsoby použití fMRI k vizualizaci funkce mozku. Jedna metoda se zaměřuje na nalezení konkrétních oblastí mozku, které reagují na nějaký úkol nebo podnět. Například osobě ve skeneru MRI může být v některých bodech zobrazena blikající šachovnice a jindy prázdná obrazovka. Mohou být požádáni, aby stiskli tlačítko, kdykoli uvidí blikající šachovnici. Signál během úkolu bude poté porovnán se signálem, když úkol není dokončen, a výsledkem bude jakýsi obraz toho, jaké oblasti mozku byly zahrnuty, když viděli blikající šachovnici a poté stiskli tlačítko.
Druhým způsobem, jak lze použít fMRI, je vyhodnocení neuronových sítí. To zahrnuje zjišťování, jaké oblasti mozku spolu mluví. Pokud se jedna oblast mozku obvykle rozsvítí současně s jinou, mohou být tyto dvě oblasti mozku spojeny. K provedení tohoto druhu studia nemusí být ani potřeba žádný úkol. Z tohoto důvodu se tyto studie někdy nazývají funkční magnetická rezonance v klidovém stavu.
Informace pocházející z funkčních studií MR jsou velmi komplikované a vyžadují smysluplnou statistickou analýzu. To zpočátku vedlo mnoho lidí k nedůvěře ve výsledky funkčních studií MRI, protože se zdálo, že v analýze existuje mnoho možných příležitostí k chybám. Jak se však vědci i recenzenti s novou technologií více seznámili, výsledky jsou stále důvěryhodnější a důvěryhodnější.
Co přinese budoucnost
Funkční studie MRI již ukázaly mnoho různých věcí o mozku, kromě potvrzení toho, co jsme již věděli o nervových drahách a lokalizaci. I když je těžké říci, zda se fMRI někdy bude běžně používat v klinickém prostředí, jeho popularita a účinnost jako nástroje výzkumu sama o sobě vyžaduje, aby lékaři i laici měli základní znalosti o tom, jak tento nástroj funguje.
.jpg)
-count.jpg)
