Pag-unawa sa Functional Neuroimaging
Ang Magnetic Resonance Imaging (MRI) ay nagbigay sa mga doktor ng kakayahang makakuha ng napakahusay na larawan ng mga istraktura ng utak. Ang mas bagong pamamaraan na kilala bilang functional MRI ay maaaring maging mas malayo sa pamamagitan ng di-tuwirang pagsukat ng utak na aktibidad pati na rin. Habang ang karamihan ng oras ang pamamaraan ay ginagamit lamang sa pag-aaral ng pananaliksik, ito ay nagiging mas karaniwan sa klinikal na setting.
Marahil ay napunta ka sa mga imaheng nilikha gamit ang functional MRI sa ilang mga punto.
Nagpapakita sila ng isang utak na may kulay na mga lugar na naglalarawan ng mga lugar ng utak na nauugnay sa ilang mga function tulad ng wika o kilusan. Ang mga pag-aaral na ito ay napaka-tanyag: Daan-daang mga pang-agham na artikulo na gumagamit ng teknolohiyang ito ay na-publish bawat buwan, na marami sa mga ito ay nabanggit din sa lay press. Ngunit paano ginawa ang mga imaheng ito, at ano ang kanilang kinakatawan?
Paano Gumagana ang MRI na Functional
Ginagamit ng functional MRI ang isang espesyal na signal na tinatawag na depende sa antas ng oxygen ng dugo (BOLD) na kaibahan. Ang dugo na dumadaloy sa utak ay nagdadala ng oxygen sa mga molecule na tinatawag na hemoglobin . Ang mga molecule ng hemoglobin ay nagdadala rin ng bakal at samakatuwid ay may magnetic signal. Lumilitaw na ang mga molekulang hemoglobin ay may iba't ibang mga katangian ng magnetic kapag naka-attach ang mga ito sa oxygen kaysa kapag hindi sila nagdadala ng oxygen, at ang maliit na pagkakaiba ay maaaring makitang may MRI machine.
Kapag ang isang lugar ng utak ay mas aktibo, sa simula ay gumagamit ng maraming oxygen sa dugo.
Makalipas ang ilang sandali, inilulunsad ng utak ang mga lokal na daluyan ng dugo upang maibalik ang supply ng oxygen. Ang utak ay maaaring kahit na gawin ang trabaho na ito ng isang maliit na masyadong mabuti kaya na mas oxygenated dugo napupunta sa lugar kaysa sa kung ano ang una na ginamit. Ang MRI machine ay maaaring makilala ang pagkakaiba sa signal na resulta mula sa pagtaas sa oxygen ng dugo.
Kaya ang pag-aaral ng MRI ay hindi aktwal na pagtingin sa direktang neuronal activity, ngunit tinitingnan kung paano nagbabago ang mga antas ng oxygen ng dugo at iniuugnay ang aktibidad na ito sa pagpapaputok ng mga ugat. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang palagay na ito ay kadalasang tama, kahit na ang mga sakit tulad ng mga malformations sa vascular, mga bukol , at kahit na normal na pag-iipon ay maaaring baguhin ang kaugnayan sa pagitan ng aktibidad ng neural at ang lokal na daloy ng dugo na nagreresulta sa BOLD signal.
Paano Magagamit ng Mga Duktor ang MRI Functional?
Dahil ito ay isang relatibong mas bagong teknolohiya at dahil ang iba pang mga pamamaraan ay maaaring sumagot sa mga katulad na katanungan na maaaring fMRI, ang fMRI ay hindi karaniwang ginagamit sa mga klinikal o mga setting ng ospital. Gayunpaman, maaari itong magamit upang matulungan ang pagplano ng mga mahalagang operasyon sa utak. Halimbawa, kung nais ng isang neurosurgeon na alisin ang isang tumor sa utak na malapit sa mga sentro ng wika ng utak, maaari silang mag-order ng isang pag-aaral sa fMRI upang makatulong na ipakita kung ano talaga ang mga bahagi ng utak na kasangkot sa wika. Ito ay nakakatulong sa neurosurgeon na maiwasang mapinsala ang mga rehiyong iyon habang nagsasagawa ng operasyon. Gayunpaman, ang pinakakaraniwang paggamit ng fMRI ay sa medikal na pananaliksik.
Anong Uri ng Pananaliksik ang Tapos na Paggamit ng fMRI?
Mayroong dalawang pangunahing paraan ng paggamit ng fMRI upang mailarawan ang pag-andar ng utak. Ang isang paraan ay nakatuon sa paghahanap ng mga partikular na lugar ng utak na tumutugon sa ilang gawain o pampasigla.
Halimbawa, ang tao sa MRI scanner ay maaaring ipakitang isang flashing checkerboard sa ilang mga punto, at iba pang mga beses sa isang blangko screen. Maaaring hilingin sa kanila na itulak ang isang pindutan kapag nakita nila ang flashing checkerboard. Ang signal sa panahon ng gawain ay ihahambing sa signal kapag ang gawain ay hindi tapos na, at ang resulta ay magiging isang uri ng larawan kung anong mga rehiyon ng utak ang kasangkot sa nakakakita ng flashing checkerboard at pagkatapos ay itulak ang isang pindutan.
Ang iba pang mga paraan fMRI ay maaaring gamitin ay upang suriin ang mga neural network. Ito ay nagsasangkot ng pag-uunawa kung anong mga lugar ng utak ang nakikipag-usap sa bawat isa. Kung ang isang lugar ng utak ay karaniwang sumisikat sa parehong oras tulad ng isa pa, ang dalawang lugar ng utak ay maaaring konektado.
Maaaring kailanganin ng kahit na gawain upang gawin ang ganitong uri ng pag-aaral. Para sa kadahilanang ito, ang mga pag-aaral na ito ay kung minsan ay tinatawag na resting state functional magnetic resonance imaging.
Ang impormasyon na nagmumula sa mga pag-aaral ng MRI ay sobrang kumplikado at nangangailangan ng maraming pagsusuri sa istatistikang maging makabuluhan. Sa simula, pinangunahan nito ang maraming tao na hindi maniwala ang mga resulta ng mga pag-aaral ng MRI, dahil tila maraming posibleng pagkakataon para sa error sa pag-aaral. Gayunpaman, habang ang parehong mga mananaliksik at mga tagasuri ay naging mas pamilyar sa bagong teknolohiya, ang mga resulta ay nagiging mas pinagkakatiwalaang at mapagkakatiwalaan.
Ano ang Hinaharap para sa Functional MRI?
Ang mga pag-aaral ng MRI na pagganap ay nagpakita ng maraming iba't ibang mga bagay tungkol sa utak, bukod pa sa pagkukumpirma kung ano ang alam na natin tungkol sa neural pathways at lokalisasyon. Habang mahirap sabihin kung ang fMRI ay karaniwang ginagamit sa isang klinikal na setting, ang katanyagan at pagiging epektibo nito bilang isang tool sa pananaliksik lamang ang mahalaga para sa parehong mga doktor at laypeople na magkaroon ng pangunahing kaalaman sa kung paano gumagana ang tool na ito.
Pinagmulan:
Pressman P, Gitelman D. Functional MRI: Isang panimulang aklat para sa mga residente ng neurolohiya. Neurolohiya 2012 Marso 06, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Gumagana MRI: Mga Pangunahing Prinsipyo at Klinikal na Aplikasyon: Oxford Univrsity Press, USA, 2006.