Turinys
- Kaip veikia MRT
- Kaip gydytojai naudoja funkcinę MRT
- Tyrimų, atliktų naudojant fMRI, tipai
- Ką laukia ateitis
Tikriausiai kažkuriuo metu susidūrėte su vaizdais, sukurtais naudojant funkcinę MRT. Jie rodo smegenis su spalvotomis sritimis, vaizduojančias smegenų sritis, susijusias su kokia nors funkcija, pavyzdžiui, kalba ar judesiu. Šie tyrimai yra labai populiarūs: kiekvieną mėnesį paskelbiama šimtai mokslinių straipsnių, kuriuose naudojama ši technologija, daugelis jų taip pat minimi pasauliečių spaudoje. Bet kaip daromi šie vaizdai ir ką jie iš tikrųjų vaizduoja?
Kaip veikia MRT
Funkcinis MRT naudoja specialų signalą, vadinamą kraujo deguonies lygio priklausomu (BOLD) kontrastu. Smegenimis tekantis kraujas perneša deguonį molekulėms, vadinamoms hemoglobinu. Hemoglobino molekulėse taip pat yra geležies, todėl jos turi magnetinį signalą. Pasirodo, kad hemoglobino molekulės, prisijungdamos prie deguonies, pasižymi skirtingomis magnetinėmis savybėmis, nei tada, kai jos neneša deguonies, ir šį nedidelį skirtumą galima nustatyti naudojant MRT aparatą.
Kai smegenų sritis yra aktyvesnė, iš pradžių jos sunaudoja daug deguonies kraujyje. Netrukus po to smegenys praplečia vietines kraujagysles, kad atkurtų deguonies tiekimą. Smegenys netgi gali atlikti šį darbą šiek tiek per gerai, kad į sritį patektų daugiau deguonies turinčio kraujo nei iš pradžių. MRT aparatas gali nustatyti signalo skirtumą, atsirandantį dėl padidėjusio deguonies kiekio kraujyje.
Taigi atliekant funkcinius MRT tyrimus iš tikrųjų ne tiesiogiai žiūrima į neuronų veiklą, o į tai, kaip keičiasi deguonies kiekis kraujyje, ir koreliuoja šią veiklą su nervų šaudymu. Tyrimai parodė, kad ši prielaida paprastai yra teisinga, nors tokios ligos kaip kraujagyslių apsigimimai, navikai ir net įprastas senėjimas gali pakeisti nervinio aktyvumo ir vietinės kraujotakos ryšį, dėl kurio gaunamas BOLD signalas.
Kaip gydytojai naudoja funkcinę MRT
Kadangi tai yra palyginti naujesnė technologija ir kadangi kiti metodai gali atsakyti į panašius klausimus, kuriuos gali padaryti fMRI, fMRI nėra paprastai naudojamas klinikinėse ar ligoninėse. Tačiau jis gali būti naudojamas planuojant svarbias smegenų operacijas. Pavyzdžiui, jei neurochirurgas nori pašalinti smegenų auglį, esantį arti smegenų kalbos centrų, jis gali užsisakyti fMRI tyrimą, kuris padėtų tiksliai parodyti, kuriose smegenų srityse kalbama. Tai padeda neurochirurgui išvengti žalos tiems regionams atliekant operaciją. Tačiau dažniausiai fMRI naudojamas medicinos tyrimuose.
Tyrimų, atliktų naudojant fMRI, tipai
Yra du pagrindiniai fMRI naudojimo būdai vizualizuoti smegenų funkciją. Vienas metodas sutelktas į tam tikrų smegenų sričių, atsakančių į kokią nors užduotį ar stimulą, paiešką. Pavyzdžiui, MRT skaitytojui esančiam asmeniui gali būti rodoma mirksi šaškių lenta, o kartais - tuščias ekranas. Jų gali būti paprašyta paspausti mygtuką, kai pamatys mirksinčią šaškių lentą. Tada užduoties metu signalas bus lyginamas su signalu, kai užduotis neatliekama, o rezultatas bus tam tikras vaizdas apie tai, kokie smegenų regionai dalyvavo matant mirksinčią šaškių lentą ir tada paspaudus mygtuką.
Kitas būdas naudoti fMRI yra įvertinti nervinius tinklus. Tai reiškia išsiaiškinti, kurios smegenų sritys kalba tarpusavyje. Jei viena smegenų sritis paprastai įsižiebia tuo pačiu metu kaip ir kita, šios dvi smegenų sritys gali būti sujungtos. Tam, kad būtų galima atlikti tokį tyrimą, net nereikia užduoties. Dėl šios priežasties šie tyrimai kartais vadinami ramybės būsenos funkciniu magnetinio rezonanso vaizdavimu.
Informacija, gaunama atliekant funkcinius MRT tyrimus, yra labai sudėtinga ir reikalauja reikšmingos statistinės analizės. Iš pradžių tai paskatino daugelį žmonių nepasitikėti funkcinių MRT tyrimų rezultatais, nes atrodė, kad analizuojant galima rasti daug klaidų galimybių. Tačiau tiek tyrėjams, tiek apžvalgininkams geriau susipažinus su nauja technologija, rezultatai tampa patikimesni ir patikimesni.
Ką laukia ateitis
Funkciniai MRT tyrimai jau parodė daug įvairių dalykų apie smegenis, be to, patvirtino tai, ką jau žinojome apie nervinius kelius ir lokalizaciją. Nors sunku pasakyti, ar fMRI kada nors bus paprastai naudojamas klinikinėje aplinkoje, vien dėl jo populiarumo ir efektyvumo kaip tyrimo priemonės tiek gydytojams, tiek pasauliečiams svarbu suprasti, kaip ši priemonė veikia.