funkcionalno snimanje magnetskom rezonancom (fMRI) je metoda magnetske rezonancije tomografija za vizualni prikaz fizioloških promjena u tijelu. Temelji se na fizikalnim načelima nuklearne magnetske rezonance. U užem smislu, pojam se koristi u vezi s ispitivanjem aktiviranih područja mozga.
Što je funkcionalno snimanje magnetskom rezonancom?
Na temelju magnetske rezonancijske tomografije (MRT), fizičar Kenneth Kwong razvio je funkcionalnu magnetsku rezonantnu tomografiju (fMRI) kako bi vizualizirao promjene aktivnosti u različitim područjima mozga. Ovom metodom mjere se promjene u cerebralnom protoku krvi koje su povezane sa promjenama aktivnosti u odgovarajućim dijelovima mozga putem neurovaskularnog spajanja.
Ovom se metodom koristi različita kemijska okolina izmjerenih vodikovih jezgara u hemoglobinu krvi siromašne kisikom i kisikom bogate. Kiseogenirani hemoglobin (oksihemoglobin) je dijamagnetski, dok hemoglobin bez kisika (deoksihemoglobin) ima paramagnetska svojstva. Razlike u magnetskim svojstvima krvi poznate su i kao BOLD efekt (učinak ovisan o razini oksigenacije u krvi). Funkcionalni procesi u mozgu bilježe se u obliku niza slika u presjeku.
Na taj se način promjene aktivnosti u pojedinim područjima mozga mogu ispitati kroz posebne zadatke ispitanika. Ova se metoda u početku koristi za osnovna istraživanja radi usporedbe obrazaca aktivnosti zdravih kontrolnih osoba i moždanih aktivnosti osoba s mentalnim poremećajima. U širem smislu, međutim, pojam funkcionalne magnetske rezonancije uključuje i kinematsku magnetsko-rezonantnu tomografiju, koja opisuje pokretni prikaz različitih organa.
Funkcija, učinak i ciljevi
Funkcionalno snimanje magnetskom rezonancom daljnji je razvoj magnetske rezonancije (MRT). S klasičnom MRI prikazuju se statičke slike odgovarajućih organa i tkiva, dok fMRI prikazuje promjene u mozgu kroz trodimenzionalne slike kada se provode određene aktivnosti.
Uz pomoć ovog neinvazivnog postupka mozak se može promatrati u različitim situacijama. Kao i kod klasične MRI, fizikalna se osnova mjerenja u početku temelji na nuklearnoj magnetskoj rezonanci. Primjenom statičkog magnetskog polja centrifuge protona hemoglobina poravnaju se uzdužno. Visokofrekventno izmjenično polje primijenjeno poprečno na ovaj smjer magnetizacije osigurava poprečni odmak magnetiziranja u statičko polje do rezonancije (Lamor-frekvencija). Ako je visokofrekventno polje isključeno, potrebno je određeno vrijeme dok se oslobađa energije dok se magnetizacija ponovno ne uspostavi duž statičkog polja.
To vrijeme opuštanja se mjeri. U fMRI-u se iskorištava činjenica da se dezohehemoglobin i oksihemoglobin različito magnetiziraju. To rezultira različitim izmjerenim vrijednostima za oba oblika, što se može pripisati utjecaju kisika. No, budući da se omjer oksihemoglobina u deoksihemoglobinu stalno mijenja tijekom fizioloških procesa u mozgu, serijska snimka provodi se kao dio fMRI-a, koji bilježi promjene u svakom trenutku. Na taj se način aktivnosti živčanih stanica mogu prikazati milimetarskom preciznošću u vremenskom prozoru od nekoliko sekundi. Mjesto neuronske aktivnosti određuje se eksperimentalno mjerenjem signala magnetske rezonancije u dvije različite točke u vremenu.
Prvo se mjerenje odvija u mirovanju, a zatim u pobuđenom stanju. Tada se vrši usporedba snimaka u postupku statističkog ispitivanja i statistički značajne razlike se prostorno dodjeljuju. U eksperimentalne svrhe, poticaj se može pokazati osobi koja se ispituje nekoliko puta. To obično znači da se zadatak ponavlja više puta. Razlike od usporedbe podataka iz faze podražaja s rezultatima mjerenja iz faze mirovanja izračunavaju se i zatim grafički prikazuju. Ovim postupkom bilo je moguće odrediti koja područja mozga su aktivna u kojoj aktivnosti. Pored toga, mogle bi se utvrditi razlike između određenih područja mozga kod psiholoških bolesti i zdravih mozgova.
Uz osnovna istraživanja, koja daju važan uvid u dijagnozu psiholoških bolesti, metoda se također koristi izravno u kliničkoj praksi. Glavno kliničko područje primjene fMRI je lokalizacija jezično relevantnih područja mozga prilikom pripreme operacija za moždane tumore. Na taj način bi se osiguralo da je ovo područje u velikoj poštedi tijekom rada. Daljnja klinička područja primjene funkcionalne magnetske rezonancije odnose se na procjenu bolesnika s oštećenom sviješću, kao što su koma, vegetativno stanje ili MCS (minimalno stanje svijesti).
Rizici, nuspojave i opasnosti
Unatoč velikom uspjehu funkcionalne magnetske rezonancijske tomografije, ovu metodu treba gledati i kritički s obzirom na njenu informativnu vrijednost. Bilo je moguće utvrditi bitne veze između određenih aktivnosti i aktiviranja odgovarajućih područja mozga. Važnost određenih područja mozga za psihološke bolesti također je postala jasnija.
Međutim, ovdje se mjere samo promjene koncentracije hemoglobina u kisiku. Budući da se ti procesi mogu lokalizirati na određenim dijelovima mozga, pretpostavlja se da su i ta područja mozga aktivirana zbog neurovaskularnog spajanja. Dakle mozak se ne može promatrati izravno dok razmišljate. Moramo napomenuti da se promjena protoka krvi događa tek nakon perioda latencije od nekoliko sekundi nakon neuronske aktivnosti. Stoga je izravni zadatak ponekad težak. Prednost fMRI-a u odnosu na druge neinvazivne neurološke metode ispitivanja je mnogo bolja prostorna lokalizacija aktivnosti.
Međutim, vremenska razlučivost je znatno niža. Posredno određivanje aktivnosti neurona putem mjerenja protoka krvi i oksigenacije hemoglobinom također stvara određenu nesigurnost. Pretpostavlja se da je vrijeme latencije veće od četiri sekunde. Ostaje istražiti mogu li se pretpostaviti pouzdane neuronske aktivnosti s kraćim podražajima. Međutim, postoje i tehnička ograničenja primjene funkcionalne magnetske rezonancijske tomografije, koja se, između ostalog, temelje na činjenici da BOLD efekt ne stvaraju samo krvne žile, već i stanično tkivo pored žila.
.jpg)
