Înțelegerea neuroimagazării funcționale
Imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) a dat medicilor capacitatea de a obține imagini foarte bune ale structurilor creierului. O tehnică mai recentă cunoscută sub numele de RMN funcțional poate merge mai departe prin măsurarea indirectă a activității creierului. În timp ce tehnica este folosită de cele mai multe ori numai în studiile de cercetare, aceasta devine din ce în ce mai frecventă în mediul clinic.
Probabil ați întâlnit imaginile create utilizând RMN funcțional la un moment dat.
Acestea arată un creier cu zone colorate care prezintă zone ale creierului asociate cu unele funcții precum limbajul sau mișcarea. Aceste studii sunt foarte populare: Sute de articole științifice care utilizează această tehnologie sunt publicate în fiecare lună, multe dintre acestea fiind menționate și în presa de specialitate. Dar cum se fac aceste imagini și ce reprezintă ei în realitate?
Cum funcționează RMN funcțional
RMN funcțional utilizează un semnal special numit contrast de nivel al oxigenului în sânge (BOLD). Sângele care curge prin creier poartă oxigen pe moleculele numite hemoglobină . Moleculele hemoglobinei transportă de asemenea fier și, prin urmare, au un semnal magnetic. Se pare că moleculele de hemoglobină au proprietăți magnetice diferite atunci când sunt atașate la oxigen decât atunci când nu transportă oxigen și această mică diferență poate fi detectată cu ajutorul unei mașini RMN.
Când o zonă a creierului este mai activă, consumă inițial o cantitate mare de oxigen în sânge.
La scurt timp după aceea, creierul dilată vasele de sânge locale pentru a restabili alimentarea cu oxigen. Creierul poate chiar face acest lucru puțin prea bine, astfel încât sângele oxigenat să intre în zonă decât cel folosit inițial. Aparatul RMN poate detecta diferența de semnal care rezultă din această creștere a oxigenului din sânge.
Deci, studiile RMN funcționale nu privesc efectiv activitatea neuronală în mod direct, ci se uită la modul în care nivelurile de oxigen din sânge se schimbă și corelează această activitate cu arderea nervilor. Studiile au arătat că această ipoteză este, de regulă, corectă, deși bolile precum malformațiile vasculare, tumorile și chiar îmbătrânirea normală pot schimba relația dintre activitatea neuronală și fluxul sanguin local care are ca rezultat semnalul BOLD.
Cum pot doctorii să utilizeze RMN funcțional?
Deoarece este o tehnologie relativ mai recentă și pentru că alte tehnici pot răspunde la întrebări similare pe care le poate utiliza fMRI, fMRI nu este frecvent utilizat în setările clinice sau spitalicești. Cu toate acestea, acesta poate fi folosit pentru a ajuta la planificarea unor operații cerebrale importante. De exemplu, dacă un neurochirurg vrea să elimine o tumoare pe creier care se află aproape de centrele lingvistice ale creierului, aceștia pot comanda un studiu fMRI pentru a arăta exact ce zone ale creierului sunt implicate în limbaj. Acest lucru ajută neurochirurgul să evite deteriorarea acestor regiuni în timpul efectuării operației. Cu toate acestea, utilizarea cea mai frecventă a fMRI este în cercetarea medicală.
Ce tipuri de cercetare se face folosind fMRI?
Există două modalități principale de a utiliza fMRI pentru a vizualiza funcția creierului. O metodă se concentrează pe găsirea unor zone specifice ale creierului care răspund unor sarcini sau stimuli.
De exemplu, persoana care se află în scanerul IRM ar putea fi prezentată într-un anumit punct de un tablou de bord intermitent, iar alteori un ecran gol. Poate li se cere să apese un buton de fiecare dată când văd bordul de bord care clipește. Semnalul în timpul sarcinii va fi apoi comparat cu semnalul atunci când sarcina nu se face și rezultatul va fi un fel de imagine a regiunilor creierului care au fost implicate în a vedea o bordură de bord și apoi apăsarea unui buton.
Altfel, fMRI poate fi utilizat pentru evaluarea rețelelor neuronale. Aceasta implică determinarea a ceea ce zone ale creierului vorbesc unul cu celălalt. Dacă o zonă a creierului se aprinde de obicei în același timp cu altul, aceste două zone ale creierului pot fi conectate.
Nici o sarcină nu poate fi necesară pentru a face acest tip de studiu. Din acest motiv, aceste studii sunt uneori denumite imagistica de rezonanță magnetică funcțională în stare de repaus.
Informațiile care provin din studiile RMN funcționale sunt foarte complicate și necesită o mulțime de analize statistice pentru a fi semnificative. Acest lucru a condus inițial mulți oameni la neîncredere în rezultatele studiilor IRM funcționale, deoarece se părea că există multe posibilități de eroare în analiză. Cu toate acestea, deoarece atât cercetătorii, cât și recenzenții au devenit mai familiarizați cu noile tehnologii, rezultatele devin atât mai de încredere, cât și de încredere.
Ce inseamna viitorul RMN funcțional?
Studiile RMN funcționale au arătat deja multe lucruri diferite despre creier, pe lângă confirmarea a ceea ce deja știam despre căile neuronale și localizarea. Desi este dificil sa se spuna daca fMRI va fi vreodata folosit in mod obisnuit intr-un cadru clinic, popularitatea si eficienta sa ca instrument de cercetare va face ca medicii si laicii sa aiba o intelegere de baza despre modul in care functioneaza acest instrument.
surse:
Pressman P, Gitelman D. RMN funcțional: Un primer pentru rezidenții neurologiei. Neurologie 2012 06 martie, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. RMN funcțional: Principii de bază și aplicații clinice: Oxford Univrsity Press, SUA, 2006.