Neuroobrazowanie - Neuroimaging

Neuroobrazowanie
Przystrzałkowy rezonans magnetyczny głowy człowieka u pacjenta z rodzinną makrocefalią przed uszkodzeniem mózgu (ANIMATED).gif
Para-strzałkowy rezonans magnetyczny głowy u pacjenta z rodzinną makrocefalią .
Cel, powód pośrednio (bezpośrednio) struktura obrazu, funkcja/farmakologia układu nerwowego

Neuroobrazowania i obrazowania mózgu jest stosowanie różnych technik, bezpośrednio lub pośrednio, obrazem struktura , funkcja lub farmakologiczne na układ nerwowy . Jest to stosunkowo nowa dyscyplina w medycynie , neuronauce i psychologii . Lekarze specjalizujący się w wykonywaniu i interpretacji neuroobrazowania w warunkach klinicznych to neuroradiolodzy . Neuroobrazowanie dzieli się na dwie szerokie kategorie:

Obrazowanie funkcjonalne umożliwia np. bezpośrednią wizualizację przetwarzania informacji przez ośrodki w mózgu. Takie przetwarzanie powoduje, że zaangażowany obszar mózgu zwiększa metabolizm i „rozświetla się” na skanie. Jednym z bardziej kontrowersyjnych zastosowań neuroobrazowania jest badanie „ identyfikacji myśli ” lub czytania w myślach.

Historia

Funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI) głowy od góry do podstawy czaszki

Pierwszy rozdział historii neuroobrazowania sięga wstecz do włoskiego neurobiologa Angelo Mosso, który wynalazł „równowagę krążenia człowieka”, która mogła nieinwazyjnie mierzyć redystrybucję krwi podczas aktywności emocjonalnej i intelektualnej.

W 1918 roku amerykański neurochirurg Walter Dandy wprowadził technikę wentykulografii. Obrazy rentgenowskie układu komorowego w mózgu uzyskano przez wstrzyknięcie przefiltrowanego powietrza bezpośrednio do jednej lub obu komór bocznych mózgu. Dandy zaobserwował również, że powietrze wprowadzone do przestrzeni podpajęczynówkowej przez nakłucie lędźwiowo-rdzeniowe może dostać się do komór mózgowych, a także uwidocznić przedziały płynu mózgowo-rdzeniowego wokół podstawy mózgu i na jego powierzchni. Ta technika została nazwana pneumoencefalografią .

W 1927 roku Egas Moniz wprowadził angiografię mózgową , dzięki której można było z dużą precyzją wizualizować zarówno prawidłowe, jak i nieprawidłowe naczynia krwionośne w mózgu i wokół niego.

We wczesnych latach 70. Allan McLeod Cormack i Godfrey Newbold Hounsfield wprowadzili skomputeryzowaną tomografię osiową (skanowanie CAT lub CT), a do celów diagnostycznych i badawczych udostępniono coraz bardziej szczegółowe obrazy anatomiczne mózgu. Cormack i Hounsfield zdobyli w 1979 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za swoją pracę. Wkrótce po wprowadzeniu CAT na początku lat 80. rozwój radioligandów umożliwił tomografię komputerową z emisją pojedynczych fotonów (SPECT) i pozytonową tomografię emisyjną (PET) mózgu.

Mniej więcej równolegle, obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI lub MR) zostało opracowane przez naukowców, w tym Petera Mansfielda i Paula Lauterbura , którzy w 2003 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny . W latach 80. nastąpiła prawdziwa eksplozja udoskonaleń technicznych i zastosowań diagnostycznych MR. Naukowcy szybko dowiedzieli się, że duże zmiany przepływu krwi mierzone za pomocą PET można również obrazować za pomocą prawidłowego typu MRI. Narodziło się funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI), a od lat 90. fMRI zdominowało pole mapowania mózgu ze względu na jego niską inwazyjność, brak ekspozycji na promieniowanie i stosunkowo szeroką dostępność.

Na początku XXI wieku dziedzina neuroobrazowania osiągnęła etap, w którym ograniczone praktyczne zastosowania funkcjonalnego obrazowania mózgu stały się wykonalne. Głównym obszarem zastosowań są surowe formy interfejsu mózg-komputer .

Wskazania

Neuroobrazowanie następuje po badaniu neurologicznym, w którym lekarz znalazł powód do głębszego zbadania pacjenta, który ma lub może mieć zaburzenia neurologiczne .

Jednym z najczęstszych problemów neurologicznych, których może doświadczyć dana osoba, jest omdlenie proste . W przypadkach omdlenia prostego, w którym wywiad nie wskazuje na inne objawy neurologiczne, rozpoznanie obejmuje badanie neurologiczne, ale rutynowe obrazowanie neurologiczne nie jest wskazane, ponieważ prawdopodobieństwo znalezienia przyczyny w ośrodkowym układzie nerwowym jest bardzo niskie, a pacjent jest mało prawdopodobny aby skorzystać z procedury.

Neuroobrazowanie nie jest wskazane u pacjentów ze stabilnymi bólami głowy, które są diagnozowane jako migrena. Badania wskazują, że obecność migreny nie zwiększa ryzyka choroby wewnątrzczaszkowej u pacjenta. Diagnoza migreny, w której stwierdza się brak innych problemów, takich jak obrzęk tarczy nerwu wzrokowego , nie wskazuje na potrzebę neuroobrazowania. W trakcie dokładnej diagnozy lekarz powinien rozważyć, czy ból głowy ma inną przyczynę niż migrena i może wymagać neuroobrazowania.

Innym wskazaniem do neuroobrazowania jest stereotaktyczna chirurgia pod kontrolą CT, MRI i PET lub radiochirurgia w leczeniu guzów wewnątrzczaszkowych, malformacji tętniczo-żylnych i innych stanów, które można leczyć chirurgicznie.

Techniki obrazowania mózgu

Komputerowa tomografia osiowa

Tomografia komputerowa (CT) lub komputerowa tomografia osiowa (CAT) wykorzystuje serię zdjęć rentgenowskich głowy wykonanych z wielu różnych kierunków. Skanowanie CT, zwykle używane do szybkiego oglądania uszkodzeń mózgu , wykorzystuje program komputerowy, który wykonuje numeryczne obliczenie całki (odwrotna transformata Radona ) na zmierzonych seriach promieniowania rentgenowskiego w celu oszacowania, jaka część wiązki promieniowania rentgenowskiego jest pochłaniana w małej objętości mózg. Zazwyczaj informacje prezentowane są w postaci przekrojów mózgu.

Rozproszone obrazowanie optyczne

Rozproszone obrazowanie optyczne (DOI) lub rozproszona tomografia optyczna (DOT) to metoda obrazowania medycznego , która wykorzystuje światło podczerwone do generowania obrazów ciała. Technika mierzy absorpcję optyczną z hemoglobiną , i opiera się na widmie absorpcji hemoglobiny różnym jego status utlenowania. Rozproszona tomografia optyczna o wysokiej gęstości (HD-DOT) została porównana bezpośrednio z fMRI przy użyciu odpowiedzi na stymulację wzrokową u osób badanych obiema technikami, z uspokajająco podobnymi wynikami. HD-DOT został również porównany z fMRI pod względem zadań językowych i funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku.

Sygnał optyczny związany ze zdarzeniem

Sygnał optyczny związany ze zdarzeniem (EROS) to technika skanowania mózgu, która wykorzystuje światło podczerwone przechodzące przez światłowody do pomiaru zmian właściwości optycznych aktywnych obszarów kory mózgowej. Podczas gdy techniki takie jak rozproszone obrazowanie optyczne (DOT) i spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) mierzą optyczną absorpcję hemoglobiny, a zatem opierają się na przepływie krwi, EROS wykorzystuje właściwości rozpraszania samych neuronów, a tym samym zapewnia znacznie bardziej bezpośrednią miara aktywności komórkowej. EROS może wskazać aktywność w mózgu w ciągu milimetrów (przestrzennie) i w ciągu milisekund (czasowo). Jego największym minusem jest brak możliwości wykrycia aktywności na głębokości większej niż kilka centymetrów. EROS to nowa, stosunkowo niedroga technika, która jest nieinwazyjna dla badanego. Został opracowany na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign, gdzie jest obecnie używany w Laboratorium Neuroobrazowania Poznawczego dr Gabriele Gratton i dr Moniki Fabiani.

Rezonans magnetyczny

Wycinek strzałkowy MRI na linii środkowej.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) wykorzystuje pola magnetyczne i fale radiowe do wytwarzania wysokiej jakości dwu- lub trójwymiarowych obrazów struktur mózgu bez użycia promieniowania jonizującego (promieniowania rentgenowskiego) lub znaczników radioaktywnych.

rekord dla najwyższej rozdzielczości przestrzennej całego nienaruszonego mózgu (post mortem) wynosi 100 mikronów, z Massachusetts General Hospital. Dane zostały opublikowane w NATURE 30 października 2019 r.

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego

Osiowy wycinek MRI na poziomie jąder podstawnych , pokazujący zmiany sygnału fMRI BOLD nałożone na czerwone (wzrost) i niebieskie (spadek) tony.

Funkcjonalne obrazowanie rezonansem magnetycznym (fMRI) i znakowanie spinów tętniczych (ASL) opiera się na paramagnetycznych właściwościach natlenionej i odtlenionej hemoglobiny, aby zobaczyć obrazy zmieniającego się przepływu krwi w mózgu związanego z aktywnością nerwową. Pozwala to na generowanie obrazów, które odzwierciedlają, które struktury mózgu są aktywowane (i w jaki sposób) podczas wykonywania różnych zadań lub w stanie spoczynku. Zgodnie z hipotezą natleniania, zmiany zużycia tlenu w regionalnym mózgowym przepływie krwi podczas aktywności poznawczej lub behawioralnej mogą być związane z neuronami regionalnymi jako bezpośrednio związane z wykonywanymi zadaniami poznawczymi lub behawioralnymi.

Większość skanerów fMRI umożliwia prezentowanie obiektom różnych obrazów wizualnych, dźwięków i bodźców dotykowych oraz wykonywanie różnych czynności, takich jak naciśnięcie przycisku lub poruszanie joystickiem. W związku z tym fMRI można wykorzystać do ujawnienia struktur mózgu i procesów związanych z percepcją, myśleniem i działaniem. Rozdzielczość fMRI wynosi obecnie około 2-3 milimetry, ograniczona przestrzennym rozpiętością odpowiedzi hemodynamicznej na aktywność neuronalną. W dużej mierze zastąpił PET w badaniu wzorców aktywacji mózgu. PET zachowuje jednak tę istotną zaletę, że jest w stanie zidentyfikować specyficzne receptory w mózgu (lub transportery ) związane z określonymi neuroprzekaźnikami dzięki swojej zdolności do obrazowania radioznakowanych „ligandów” receptora (ligandami receptora są wszelkie substancje chemiczne, które przywierają do receptorów).

Oprócz badań na zdrowych osobnikach, fMRI jest coraz częściej wykorzystywane w diagnostyce medycznej chorób. Ponieważ fMRI jest niezwykle czuły na zużycie tlenu w przepływie krwi, jest niezwykle czuły na wczesne zmiany w mózgu wynikające z niedokrwienia (nienormalnie niski przepływ krwi), takie jak zmiany następujące po udarze . Wczesne rozpoznanie niektórych rodzajów udaru ma coraz większe znaczenie w neurologii, ponieważ substancje, które rozpuszczają skrzepy krwi, mogą być stosowane w ciągu pierwszych kilku godzin po wystąpieniu pewnych rodzajów udaru, ale są niebezpieczne w późniejszym stosowaniu. Zmiany w mózgu widoczne na fMRI mogą pomóc w podjęciu decyzji o leczeniu tymi środkami. Z dokładnością od 72% do 90%, gdzie szansa osiągnęłaby 0,8%, techniki fMRI mogą zdecydować, który z zestawu znanych obrazów ogląda osoba.

Magnetoencefalografia

Magnetoencefalografia (MEG) to technika obrazowania stosowana do pomiaru pól magnetycznych wytwarzanych w wyniku aktywności elektrycznej w mózgu za pomocą niezwykle czułych urządzeń, takich jak nadprzewodnikowe urządzenia interferencji kwantowej (SQUID) lub magnetometry bez relaksacji wymiany spinu (SERF). MEG oferuje bardzo bezpośredni pomiar aktywności elektrycznej neuronów (w porównaniu na przykład z fMRI) z bardzo wysoką rozdzielczością czasową, ale stosunkowo niską rozdzielczością przestrzenną. Zaletą pomiaru pól magnetycznych wytwarzanych przez aktywność nerwową jest to, że są one prawdopodobnie mniej zniekształcone przez otaczającą tkankę (zwłaszcza czaszkę i skórę głowy) w porównaniu z polami elektrycznymi mierzonymi za pomocą elektroencefalografii (EEG). W szczególności można wykazać, że otaczająca tkanka głowy nie wpływa na pola magnetyczne wytwarzane przez aktywność elektryczną, gdy głowa jest modelowana jako zestaw koncentrycznych kulistych powłok, z których każda jest izotropowym przewodnikiem jednorodnym. Prawdziwe głowy nie są kuliste i mają przewodnictwo anizotropowe (szczególnie istota biała i czaszka). Podczas gdy anizotropia czaszki ma znikomy wpływ na MEG (w przeciwieństwie do EEG), anizotropia istoty białej silnie wpływa na pomiary MEG dla źródeł promienistych i głębokich. Należy jednak zauważyć, że w tym badaniu założono, że czaszka jest jednolicie anizotropowa, co nie jest prawdą w przypadku prawdziwej głowy: bezwzględna i względna grubość warstw diploe i tablic różni się między kośćmi czaszki iw ich obrębie. To sprawia, że ​​jest prawdopodobne, że anizotropia czaszki ma również wpływ na MEG, chociaż prawdopodobnie nie w takim samym stopniu jak EEG.

Istnieje wiele zastosowań MEG, w tym pomoc chirurgom w lokalizacji patologii, pomoc naukowcom w określaniu funkcji różnych części mózgu, neurofeedback i inne.

Pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa

Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) i pozytonowa tomografia emisyjna mózgu mierzą emisje z radioaktywnie znakowanych, aktywnych metabolicznie substancji chemicznych, które zostały wstrzyknięte do krwiobiegu. Dane dotyczące emisji są przetwarzane komputerowo w celu uzyskania 2- lub 3-wymiarowych obrazów dystrybucji substancji chemicznych w mózgu. Stosowane radioizotopy emitujące pozytony są wytwarzane przez cyklotron , a chemikalia są znakowane tymi radioaktywnymi atomami. Znakowany związek, zwany promieniotwórczego , wstrzykuje się do krwiobiegu i ostatecznie trafia do mózgu. Czujniki w skanerze PET wykrywają radioaktywność, gdy związek gromadzi się w różnych obszarach mózgu. Komputer wykorzystuje dane zebrane przez czujniki do tworzenia wielokolorowych 2- lub 3-wymiarowych obrazów, które pokazują, gdzie związek działa w mózgu. Szczególnie przydatny jest szeroki wachlarz ligandów wykorzystywanych do mapowania różnych aspektów aktywności neuroprzekaźników, przy czym zdecydowanie najczęściej stosowanym znacznikiem do PET jest znakowana forma glukozy (patrz Fludeoksyglukoza (18F) (FDG)).

Największą zaletą skanowania PET jest to, że różne związki mogą wykazywać przepływ krwi oraz metabolizm tlenu i glukozy w tkankach pracującego mózgu. Pomiary te odzwierciedlają poziom aktywności mózgu w różnych obszarach mózgu i pozwalają dowiedzieć się więcej o tym, jak działa mózg. Skany PET były lepsze od wszystkich innych metod obrazowania metabolicznego pod względem rozdzielczości i szybkości zakończenia (zaledwie 30 sekund), gdy po raz pierwszy stały się dostępne. Ulepszona rozdzielczość pozwoliła na lepsze zbadanie obszaru mózgu aktywowanego przez określone zadanie. Największą wadą skanowania PET jest to, że ponieważ radioaktywność szybko zanika, ogranicza się ono do monitorowania krótkich zadań. Zanim technologia fMRI pojawiła się w Internecie, skanowanie PET było preferowaną metodą funkcjonalnego (w przeciwieństwie do strukturalnego) obrazowania mózgu i nadal wnosi duży wkład w neuronaukę .

Skanowanie PET jest również wykorzystywane do diagnozowania chorób mózgu, przede wszystkim dlatego, że guzy mózgu, udary i choroby uszkadzające neurony, które powodują demencję (takie jak choroba Alzheimera) powodują duże zmiany w metabolizmie mózgu, co z kolei powoduje łatwo wykrywalne zmiany w PET skany. PET jest prawdopodobnie najbardziej przydatny we wczesnych przypadkach niektórych demencji (klasycznymi przykładami są choroba Alzheimera i choroba Picka ), w których wczesne uszkodzenie jest zbyt rozproszone i powoduje zbyt małą różnicę w objętości i strukturze mózgu, aby zmienić CT i standardowe obrazy MRI na tyle, aby potrafią wiarygodnie odróżnić ją od „normalnego” zakresu zaniku korowego, który występuje wraz ze starzeniem się (u wielu, ale nie wszystkich) osób i który nie powoduje klinicznej demencji.

Emisyjna tomografia komputerowa pojedynczego fotonu

Emisyjnej pojedynczego fotonu tomografia komputerowa (SPECT) jest podobna do PET i zastosowania gamma -emitting radioizotopów i kamery gamma do rekordu danych, które zastosowań komputerowych skonstruować dwu- lub trójwymiarowe obrazy aktywnych obszarów mózgu. SPECT polega na wstrzyknięciu radioaktywnego znacznika lub „środka SPECT”, który jest szybko wychwytywany przez mózg, ale nie ulega redystrybucji. Wychwyt środka SPECT jest prawie w 100% zakończony w ciągu 30 do 60 sekund, co odzwierciedla mózgowy przepływ krwi (CBF) w momencie wstrzyknięcia. Te właściwości SPECT sprawiają, że szczególnie dobrze nadaje się do obrazowania padaczki, którą zwykle utrudniają problemy z poruszaniem się pacjenta i różne rodzaje napadów. SPECT zapewnia „migawkę” mózgowego przepływu krwi, ponieważ skany można uzyskać po zakończeniu napadu (o ile radioaktywny znacznik został wstrzyknięty w momencie napadu). Istotnym ograniczeniem SPECT jest jego słaba rozdzielczość (około 1 cm) w porównaniu z MRI. Obecnie powszechnie stosowane są maszyny SPECT z podwójną głowicą detektora, chociaż na rynku dostępne są maszyny z potrójną głowicą detektora. Rekonstrukcja tomograficzna (używana głównie do funkcjonalnych „zdjęć” mózgu) wymaga wielu projekcji z głowic detektorów, które obracają się wokół ludzkiej czaszki, dlatego niektórzy badacze opracowali maszyny SPECT z 6 i 11 głowicami detektorów, aby skrócić czas obrazowania i zapewnić wyższą rozdzielczość.

Podobnie jak PET, SPECT może być również stosowany do różnicowania różnych rodzajów procesów chorobowych, które powodują demencję i jest coraz częściej stosowany w tym celu. Neuro-PET ma tę wadę, że wymaga użycia znaczników o okresie półtrwania maksymalnie 110 minut, takich jak FDG . Muszą być wykonane w cyklotronie i są drogie lub nawet niedostępne, jeśli konieczne czasy transportu są przedłużone o więcej niż kilka okresów półtrwania. SPECT potrafi jednak wykorzystać znaczniki o znacznie dłuższym okresie półtrwania, takie jak technet-99m, dzięki czemu jest znacznie szerzej dostępny.

USG czaszki

Ultrasonografia czaszkowa jest zwykle stosowana tylko u niemowląt, których otwarte ciemiączka zapewniają okna akustyczne umożliwiające ultrasonograficzne obrazowanie mózgu. Zaletą jest brak promieniowania jonizującego i możliwość skanowania przyłóżkowego, ale brak szczegółów tkanki miękkiej oznacza, że w niektórych przypadkach preferowany jest rezonans magnetyczny .

Funkcjonalne obrazowanie ultrasonograficzne

Funkcjonalne obrazowanie ultrasonograficzne (fUS) to technika obrazowania ultrasonograficznego w medycynie, służąca do wykrywania lub pomiaru zmian w czynnościach nerwowych lub metabolizmie, na przykład loci aktywności mózgu, zazwyczaj poprzez pomiar przepływu krwi lub zmian hemodynamicznych. Funkcjonalne ultradźwięki opierają się na ultraczułym dopplerze i ultraszybkim obrazowaniu ultrasonograficznym, które umożliwiają obrazowanie przepływu krwi z wysoką czułością.

Kwantowy magnetometr pompowany optycznie

W czerwcu 2021 r. naukowcy poinformowali o opracowaniu pierwszego modułowego kwantowego skanera mózgu, który wykorzystuje obrazowanie magnetyczne i może stać się nowatorskim podejściem do skanowania całego mózgu.

Zalety i obawy technik neuroobrazowania

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI)

fMRI jest powszechnie klasyfikowany jako ryzyko minimalne do umiarkowanego ze względu na jego nieinwazyjność w porównaniu z innymi metodami obrazowania. fMRI wykorzystuje kontrast zależny od poziomu natlenienia krwi (BOLD) w celu uzyskania formy obrazowania. Kontrast BOLD jest naturalnym procesem zachodzącym w ciele, więc fMRI jest często preferowany nad metodami obrazowania, które wymagają markerów radioaktywnych do wytworzenia podobnego obrazowania. Problemem w stosowaniu fMRI jest jego stosowanie u osób z implantami lub urządzeniami medycznymi i metalowymi przedmiotami w ciele. Rezonans magnetyczny (MR) emitowany przez sprzęt może powodować awarię urządzeń medycznych i przyciągać metalowe przedmioty w ciele, jeśli nie jest odpowiednio ekranowany. Obecnie FDA klasyfikuje implanty i urządzenia medyczne w trzech kategoriach, w zależności od zgodności z MR: bezpieczne MR (bezpieczne we wszystkich środowiskach MR), niebezpieczne dla MR (niebezpieczne w każdym środowisku MR) i warunkowe MR (zgodne z MR w niektórych środowiskach, wymagających dalszych informacji).

Tomografia komputerowa (CT) Skanowanie

Tomografia komputerowa została wprowadzona w latach 70. i szybko stała się jedną z najczęściej stosowanych metod obrazowania. Tomografia komputerowa może zostać wykonana w czasie krótszym niż jedna sekunda i daje klinicystom szybkie wyniki, a łatwość jego użycia prowadzi do wzrostu liczby skanów CT wykonywanych w Stanach Zjednoczonych z 3 milionów w 1980 roku do 62 milionów w 2007 roku. Klinicyści często wykonują wiele skanów , przy czym 30% osób poddało się co najmniej 3 skanom w jednym badaniu dotyczącym użycia tomografii komputerowej. Skany CT mogą narazić pacjentów na poziomy promieniowania 100-500 razy wyższe niż tradycyjne promieniowanie rentgenowskie, przy czym wyższe dawki promieniowania dają obrazowanie o lepszej rozdzielczości. Chociaż łatwy w użyciu, wzrost wykorzystania tomografii komputerowej, zwłaszcza u pacjentów bezobjawowych, budzi niepokój, ponieważ pacjenci są narażeni na znacznie wysokie poziomy promieniowania.

Pozytonowa Tomografia Emisyjna (PET)

W skanach PET obrazowanie nie opiera się na wewnętrznych procesach biologicznych, ale na obcej substancji wstrzykiwanej do krwioobiegu podróżującej do mózgu. Pacjentom wstrzykuje się radioizotopy, które są metabolizowane w mózgu i emitują pozytony w celu wizualizacji aktywności mózgu. Ilość promieniowania, na jakie narażony jest pacjent podczas skanowania PET, jest stosunkowo niewielka, porównywalna z ilością promieniowania środowiskowego, na które osoba jest narażona w ciągu roku. Radioizotopy PET mają ograniczony czas ekspozycji w organizmie, ponieważ zwykle mają bardzo krótki okres półtrwania (~2 godziny) i szybko się rozkładają. Obecnie fMRI jest preferowaną metodą obrazowania aktywności mózgu w porównaniu z PET, ponieważ nie obejmuje promieniowania, ma wyższą rozdzielczość czasową niż PET i jest łatwiej dostępna w większości placówek medycznych.

Magnetoencefalografia (MEG) i Elektroencefalografia (EEG)

Wysoka rozdzielczość czasowa MEG i EEG pozwala tym metodom mierzyć aktywność mózgu z dokładnością do milisekundy. Zarówno MEG, jak i EEG nie wymagają do funkcjonowania ekspozycji pacjenta na promieniowanie. Elektrody EEG wykrywają sygnały elektryczne wytwarzane przez neurony w celu pomiaru aktywności mózgu, a MEG wykorzystuje drgania pola magnetycznego wytwarzanego przez te prądy elektryczne do pomiaru aktywności. Barierą w powszechnym stosowaniu MEG są ceny, ponieważ systemy MEG mogą kosztować miliony dolarów. EEG jest znacznie szerzej stosowaną metodą osiągnięcia takiej rozdzielczości czasowej, ponieważ systemy EEG kosztują znacznie mniej niż systemy MEG. Wadą EEG i MEG jest to, że obie metody mają słabą rozdzielczość przestrzenną w porównaniu z fMRI.

Krytyka i przestrogi

Niektórzy naukowcy skrytykowali twierdzenia oparte na obrazach mózgu, wygłaszane w czasopismach naukowych i popularnej prasie, takie jak odkrycie „części mózgu odpowiedzialnej” za funkcje takie jak talenty, określone wspomnienia lub generowanie emocji, takich jak miłość. Wiele technik mapowania ma stosunkowo niską rozdzielczość, w tym setki tysięcy neuronów w jednym wokselu . Wiele funkcji obejmuje również wiele części mózgu, co oznacza, że ​​tego typu twierdzenie jest prawdopodobnie zarówno nieweryfikowalne za pomocą używanego sprzętu, jak i ogólnie oparte na błędnym założeniu o podziale funkcji mózgu. Możliwe, że większość funkcji mózgu zostanie opisana poprawnie dopiero po zmierzeniu znacznie dokładniejszymi pomiarami, które nie dotyczą dużych obszarów, ale zamiast tego bardzo dużej liczby maleńkich pojedynczych obwodów mózgowych. Wiele z tych badań ma również problemy techniczne, takie jak mały rozmiar próbki lub słaba kalibracja sprzętu, co oznacza, że ​​nie można ich odtworzyć – względy te czasami są ignorowane, aby stworzyć sensacyjny artykuł w czasopiśmie lub nagłówek wiadomości. W niektórych przypadkach techniki mapowania mózgu są wykorzystywane do celów komercyjnych, wykrywania kłamstw lub diagnozy medycznej w sposób, który nie został naukowo zweryfikowany.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki