Razumevanje funkcionalnog neuroimanjaja
Magnetna rezonanca (MRI) dala je lekarima mogućnost da dobiju vrlo dobre slike struktura mozga. Novija tehnika poznata kao funkcionalna MRI može ići još dalje posrednim merenjem aktivnosti mozga. Dok se većina vremena tehnika koristi samo u istraživačkim studijama, ona postaje sve češća u kliničkom okruženju.
Verovatno naišli na slike napravljene pomoću funkcionalne MRI u nekom trenutku.
Prikazuju mozak sa obojenim područjima koji prikazuju područja mozga koji su povezani sa nekim funkcijama poput jezika ili kretanja. Ove studije su veoma popularne: stotine naučnih članaka koji koriste ovu tehnologiju objavljuju se svakog mjeseca, od kojih su mnoge spomenute u štampi. Ali kako su ove slike napravljene, i šta zapravo predstavljaju?
Kako funkcionira MRI
Funkcionalni MRI koristi poseban signal koji se naziva kontrast zavisnog nivoa kiseonika (BOLD). Krv koja prolazi kroz mozak prenosi kiseonik na molekule zvane hemoglobin . Molekuli hemoglobina takođe nose gvožđe i stoga imaju magnetni signal. Ispostavlja se da molekuli hemoglobina imaju različita magnetska svojstva kada su vezani za kiseonik nego kada ne nosi kiseonik, a ovu malu razliku može se otkriti pomoću MRI mašine.
Kada je područje mozga aktivnije, on u početku koristi mnogo kiseonika u krvi.
Ubrzo nakon toga, mozak dilira lokalne krvne sudove kako bi obnovio snabdevanje kiseonikom. Mozak mozda moze i da preduzme ovaj posao previse dobro, tako da se krv kiseonik prolazi u oblast od onoga sto se u pocetku koristilo. MRI mašina može otkriti razliku u signalu koji je rezultat ovog povećanja kiseonika u krvi.
Tako funkcionalne MR studije ne zapravo gledaju na neuronske aktivnosti direktno, ali gledaju kako se nivo kiseonika u krvi menja i povezuje ovu aktivnost sa pucanjem nerva. Studije su pokazale da je ova pretpostavka obično tačna, iako bolesti kao što su vaskularne malformacije, tumori i čak i normalno starenje mogu promijeniti odnos između neuronske aktivnosti i lokalnog toka krvi koji rezultira u BOLD signalu.
Kako lekari mogu koristiti MRI?
Zbog toga što je relativno novija tehnologija i zato što druge tehnike mogu odgovoriti sličnim pitanjima koja fMRI može, fMRI se obično ne koristi u kliničkim ili bolničkim postavkama. Međutim, može se koristiti za planiranje važnih operacija mozga. Na primer, ako neurohirurg želi da ukloni tumor na mozgu koji se nalazi blizu jezičkih centara mozga, oni mogu narediti fMRI studiju koja će pokazati tačno koja područja mozga su uključena u jezik. Ovo pomaže neurohirurškim službama da izbjegnu oštećenje tih područja tokom obavljanja operacije. Međutim, najčešća upotreba fMRI je u medicinskim istraživanjima.
Koje vrste istraživanja rade koristeći fMRI?
Postoje dva glavna načina korišćenja fMRI za vizuelizaciju funkcije mozga. Jedan od metoda se fokusira na pronalaženje specifičnih oblasti mozga koji odgovaraju na neki zadatak ili stimulus.
Na primer, osoba u MRI skeneru može biti prikazana trepćuća šahovnica u nekim tačkama, a drugi put prazan ekran. Možda će biti zatraženo da pritisnu dugme kad god vide trobojnu tablu. Signal tokom zadatka će zatim biti upoređivan sa signalom kada se zadatak ne izvrši, a rezultat će biti neka vrsta onoga što su regioni mozga uključeni u vidanje treperljive šahovske ploče, a zatim pritiskajući dugme.
Drugi način na koji se fMRI može koristiti je evaluacija neuronskih mreža. Ovo podrazumeva otkrivanje koje oblasti mozga razgovaraju jedni s drugima. Ako se jedna oblast mozga obično upali istovremeno sa drugom, ova dva područja mozga mogu biti povezana.
Nijedan zadatak možda nije potreban da bi se uradila ovakva studija. Iz ovih razloga, ove studije ponekad nazivaju funkcionalna magnetna rezonanca.
Informacije koje dolaze iz funkcionalnih MRI studija su vrlo komplikovane i zahtijeva mnogo statističkih analiza da budu smislene. Ovo je u početku dovelo do toga da mnogi ljudi ne poveravaju rezultate funkcionalnih studija MRI, jer se činilo da je bilo mnogo mogućnosti za grešku u analizi. Međutim, pošto su i istraživači i recenzenti bolje upoznati sa novom tehnologijom, rezultati postaju i pouzdanija i pouzdanija.
Šta budućnost ima za funkcionalni MRI?
Funkcionalne MRI studije su već pokazale mnogo različitih stvari o mozgu, pored toga što potvrđuju ono što smo već znali o neuronskim putevima i lokalizaciji. Iako je teško reći da li će se fMRI ikada koristiti u kliničkom okruženju, njegova popularnost i efikasnost kao samo istraživačko sredstvo čine važnim kako za doktore, tako i za klijente da imaju osnovno razumevanje kako ovaj alat radi.
Izvori:
Pressman P, Gitelman D. Funkcionalni MRI: Primer za neurologiju. Neurologija 2012 Mart 06, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Funkcionalni MRI: Osnovni principi i kliničke primene: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.