Τι είναι το fMRI;
Μία από τις πιο γνωστές μεθόδους εγκεφαλικής απεικόνισης (brain imaging) είναι το fMRI (=Functional Magnetic Resonance Imaging ή Λειτουργική Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού). Το fMRI χρησιμοποιείται τόσο για έρευνες σχετικά με τις λειτουργίες του εγκεφάλου, όσο και ως μέθοδος απεικόνισης για τους εγκεφάλους ασθενών ή ατόμων με ψυχικές διαταραχές. Με αυτό το post θα προσπαθήσουμε να κάνουμε μια εισαγωγή στο fMRI, να εξηγήσουμε σε γενικές γραμμές τι είναι, που χρησιμοποιείται αλλά και πως λειτουργεί.
Καταρχήν θα πρέπει να εξηγήσουμε τον όρο “λειτουργική απεικόνιση”. Αυτό πολύ απλά σημαίνει πως με την μέθοδο αυτή είμαστε σε θέση να απεικονίσουμε τις περιοχές του εγκεφάλου οι οποίες ενεργοποιούνται σε κάποιο συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (π.χ. κατά τη διάρκεια παρατήρησης ενός βίντεο). Αυτού του είδους η απεικόνιση διαφέρει σημαντικά από την λεγόμενη “ανατομική απεικόνιση” του εγκεφάλου η οποία μας δείχνει απλά τη δομή/μορφή του εγκεφάλου και όχι τα επίπεδα ενεργοποίησής των διάφορων περιοχών κάθε δεδομένη στιγμή. Στην πραγματικότητα βεβαίως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το fMRI τόσο για λειτουργική απεικόνιση, όσο και για ανατομική, χάρη στις διαφορετικού τύπου μετρήσεις που μας επιτρέπει να κάνουμε. Θα μπορούσαμε να παρομοιάσουμε την ανατομική απεικόνιση με τις γνωστές σε όλους μας ακτινογραφίες (ακτίνες Χ), οι οποίες μας επιτρέπουν να δούμε την δομή των οστών. Ακολουθεί ένα παράδειγμα.
Ανατομική Απεικόνιση Εγκεφάλου με MRI
Τι ακριβώς μετράει το fMRI;
Η τεχνική του fMRI βασίζεται στο γεγονός πως οι νευρώνες -όπως όλα τα κύτταρα του σώματός μας- χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν. Έτσι, όταν θέλουμε να κάνουμε κάποια συγκεκριμένη πράξη, όπως π.χ. να μιλήσουμε, να πιάσουμε ένα αντικείμενο ή να ψάξουμε κάτι στο οπτικό μας πεδίο, οι νευρώνες που βρίσκονται στην περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για αυτού του είδους τις ενέργειες ενεργοποιούνται. Αυτό σημαίνει πως ζητάνε αυτόματα επιπλέον αίμα, ώστε να αναπληρώσουν την ενέργεια που χάσανε κατά την ενεργοποίησή τους.Το αίμα μεταφέρεται σε αυτές τις περιοχές και το fMRI είναι σε θέση να μετρήσει την αύξηση στην ροή του αίματος (και άρα και την έκταση της ενεργοποίησης). Για να κάνει αυτού του είδους την μέτρηση το fMRI χρησιμοποιεί δύο μαγνητικά πεδία στα οποία εκτίθεται ο ασθενής (ή το υποκείμενο της έρευνας).
Δεν έχει νόημα να μπούμε σε λεπτομέρειες για τον τρόπο που χρησιμοποιούνται αυτά τα μαγνητικά πεδία, ώστε να καταφέρουμε να μετρήσουμε την αύξηση της ροής του αίματος, αλλά πρέπει να πούμε πως η όλη διαδικασία είναι εντελώς ανώδυνη. Το τελικό αποτέλεσμα μιας λειτουργικής απεικόνισης εγκεφάλου συνήθως μοιάζει με την εικόνα που ακολουθεί.
Λειτουργική Απεικόνιση Εγκεφάλου με MRI
Θετικά / Αρνητικά
Χάρη στο fMRI είμαστε πλέον σε θέση να έχουμε μια σχετικά λεπτομερή απεικόνιση του εγκεφάλου η οποία είναι αρκετά καλή ώστε οι ειδικοί να μπορέσουν να βγάλουν συμπεράσματα σχετικά με ποιες εγκεφαλικές περιοχές σχετίζονται με συγκεκριμένες δραστηριότητες ή δυσλειτουργίες. Δυστυχώς δεν είμαστε σε θέση να έχουμε απεικόνιση σε νευρωνικό επίπεδο, αλλά κάτι τέτοιο μπορεί να επιτευχθεί με άλλες μεθόδους.
Όσον αφορά την ταχύτητά του, το fMRI είναι σε θέση να βγάζει μια “φωτογραφία” του εγκεφάλου κάθε 3 δευτερόλεπτα. Αυτή η ταχύτητα κρίνεται ικανοποιητική για κλινικές εφαρμογές, αλλά είναι μάλλον ανεπαρκής για διάφορα πειράματα στα οποία χρειαζόμαστε μεγαλύτερη χρονική ακρίβεια. Παρόλα αυτά, λόγω της καλής ανάλυσης της, η μέθοδος του fMRI χρησιμοποιείται ευρέως παγκοσμίως από όλα τα μεγάλα ερευνητικά κέντρα.
Στα μεγάλα θετικά της τεχνικής αυτής πρέπει να συμπεριλάβουμε το γεγονός πως η μέθοδος αυτή κατατάσεται στις λεγόμενες “non-invasive” μεθόδους, το οποίο σημαίνει πως δεν απαιτεί να δώσουμε στον ασθενή κάποιες ουσίες, να τον τρυπήσουμε με βελόνες ή να του κάνουμε οτιδήποτε πριν την έναρξη της διαδικασίας. Το άτομο απλά ξαπλώνει σε ένα κρεβάτι, στερεώνεται ώστε να αποφευχθούν οι κινήσεις του κεφαλιού (επειδή μεγάλες κινήσεις δημιουργούν πρόβλημα στην σωστή εξαγωγή των απεικονίσεων) και μπαίνει μέσα στον μαγνητικό θάλαμο.
Φυσικά το fMRI δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άτομα που έχουν βηματοδότη ή άλλες ηλεκτρονικές συσκευές πάνω τους ή σε άτομα που έχουν κάποια μεταλλικά εμφυτεύματα. Στους μεν πρώτους, ακόμη και το να εισέλθουν στο δωμάτιο είναι σίγουρο πως θα διαταράξει την ομαλή λειτουργία των συσκευών τους, ενώ όσοι έχουν μεταλλικά εμφυτεύματα δεν ενδείκνυται να μπουν στον μαγνητικό θάλαμο μιας και τα μαγνητικά πεδία θα ασκήσουν τεράστια έλξη στα εμφυτεύματα, με αποτέλεσμα τον τραυματισμό των ασθενών.
Για επιπλέον ασφάλεια στα περισσότερα (αν όχι σε όλα) τα εργαστήρια fMRI απαγορεύεται να σκαναριστούν άτομα με τατουάζ, ιδιαίτερα δε αν το έχουν κάνει σε κάποια “επικίνδυνη χώρα”, όπου χρησιμοποιούν ρινίσματα σιδήρου στο μείγμα για το μελάνι, τα οποία λόγω της συνεχούς κινησής τους βάσει των μαγνητικών πεδίων θα προκαλέσουν αύξηση της θερμοκρασίας στην συγκεκριμένη περιοχή και ίσως έχουν ως αποτέλεσμα την δημιουργία εγκαύματος. Πέρα από τέτοιου είδους περιορισμούς που οι περισσότεροι σχετίζονται με την ύπαρξη του μαγνητικού πεδίου στο fMRI scanner, το fMRI είναι ένα μηχάνημα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το σύνολο του πληθυσμού χωρίς κάποια ιδιαίτερα προβλήματα.
Τέλος, ένα μηχάνημα fMRI είναι αρκετά ακριβό. Το μηχάνημα αυτό καθ’ αυτό κοστίζει περίπου 2,5 εκατομμύρια δολάρια. Στο συνολικό κόστος πρέπει να συνυπολογιστεί και η εγκατάσταση που απαιτείται, καθώς το μηχάνημα πρέπει να βρίσκεται σε ένα ειδικό δωμάτιο το οποίο να είναι σε θέση να εμποδίζει τα ισχυρά μαγνητικά πεδία να βγουν εκτός του δωματίου στο οποίο βρίσκεται ο ασθενής.
Πηγές/Περισσότερες Πληροφορίες
- fMRI.org: About Functional Magnetic Resonance
- Medical Uni. of South Carolina: Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) for the Psychiatrist
Φωτογραφίες
- #1 fMRI Scanner by macronin47
- #2 Anatomical MRI Scan by Nat
- #3 Functional MRI Scan by Uni-Stuttgart
- Κίνητρα: γιατί κάνουμε όσα κάνουμε; - 20 Ιουνίου, 2021
- Η σχέση μεταξύ των αριθμών και της χωρικής αντίληψης - 9 Μαΐου, 2021
- Ο αυτισμός αναπτύσσεται διαφορετικά στα κορίτσια σε σχέση με τα αγόρια - 22 Απριλίου, 2021