การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำงานเป็นอย่างไร?

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำ Neuroimaging หน้าที่

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) ทำให้แพทย์มีความสามารถในการได้ภาพที่ดีของโครงสร้างของสมอง เทคนิคใหม่ที่เรียกว่า MRI ทำงานสามารถไปไกลโดยการวัดการออกกำลังกายทางอ้อมเช่นกัน ในขณะที่เทคนิคส่วนใหญ่ใช้เฉพาะในการศึกษาวิจัยก็มักจะเป็นเรื่องปกติในการตั้งค่าทางคลินิก

คุณอาจเจอภาพที่สร้างขึ้นโดยใช้ฟังก์ชัน MRI ในบางจุด

พวกเขาแสดงสมองที่มีพื้นที่สีแสดงพื้นที่ของสมองที่เกี่ยวข้องกับการทำงานบางอย่างเช่นภาษาหรือการเคลื่อนไหว การศึกษาเหล่านี้ได้รับความนิยมอย่างมาก: มีบทความเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์จำนวนหลายร้อยฉบับที่ใช้เทคโนโลยีนี้เผยแพร่ทุกเดือนซึ่งหลายแห่งได้รับการกล่าวถึงในงานข่าวประเสริฐ แต่ภาพเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นอย่างไรและสิ่งเหล่านี้เป็นจริงอย่างไร?

การทำงานของ MRI เป็นอย่างไร

MRI ทำหน้าที่ใช้สัญญาณพิเศษที่เรียกว่าความเข้มขึ้นอยู่กับระดับออกซิเจนในเลือด (BOLD) เลือดไหลผ่านสมองจะมีออกซิเจนในโมเลกุลที่เรียกว่า ฮีโมโกลบิน โมเลกุลของฮีโมโกลบินยังมีธาตุเหล็กและมีสัญญาณแม่เหล็ก ปรากฎว่าโมเลกุลของฮีโมโกลบินมีสมบัติทางแม่เหล็กที่แตกต่างกันเมื่อยึดกับออกซิเจนมากกว่าเมื่อไม่ได้พกพาออกซิเจนและความแตกต่างเล็ก ๆ นี้สามารถตรวจพบได้ด้วยเครื่อง MRI

เมื่อพื้นที่ของสมองมีการใช้งานมากขึ้นในตอนแรกจะใช้ออกซิเจนมากในเลือด

ไม่นานหลังจากนั้นสมองขยายหลอดเลือดในท้องถิ่นเพื่อคืนค่าออกซิเจน สมองอาจทำงานนี้ได้ดีสักหน่อยเพื่อให้เลือดที่ผ่านออกซิเจนเข้าสู่พื้นที่มากกว่าที่ใช้ในขั้นต้น เครื่อง MRI สามารถตรวจจับความแตกต่างของสัญญาณที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในเลือด

ดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับ MRI จึงไม่ใช่การมองหากิจกรรมของเซลล์ประสาทโดยตรง แต่กำลังมองหาว่าระดับออกซิเจนในเลือดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรและมีความสัมพันธ์กับกิจกรรมนี้ต่อประสาทที่ยิงออกไป การศึกษาแสดงให้เห็นว่าข้อสันนิษฐานนี้มักจะถูกต้องแม้ว่าโรคเช่นความผิดปกติของหลอดเลือด เนื้องอก และแม้แต่อายุรเวทปกติก็สามารถเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมประสาทและการไหลเวียนโลหิตในท้องถิ่นซึ่งส่งผลให้เกิดอาการ BOLD

แพทย์สามารถใช้ MRI ได้อย่างไร?

เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่าและเนื่องจากเทคนิคอื่น ๆ สามารถตอบคำถามที่คล้ายคลึงกันซึ่ง fMRI สามารถทำได้ fMRI ไม่ได้ใช้กันทั่วไปในการตั้งค่าทางคลินิกหรือโรงพยาบาล อย่างไรก็ตามสามารถใช้เพื่อช่วยวางแผนการผ่าตัดสมองที่สำคัญได้ ตัวอย่างเช่นถ้าศัลยแพทย์ทางระบบประสาทต้องการที่จะลบเนื้องอกในสมองที่ตั้งอยู่ใกล้กับศูนย์ภาษาของสมองพวกเขาอาจสั่งการศึกษา fMRI เพื่อช่วยแสดงว่าพื้นที่ของสมองมีส่วนเกี่ยวข้องกับภาษาอย่างไร วิธีนี้จะช่วยให้ ศัลยแพทย์ระบบประสาท หลีกเลี่ยงอันตรายต่อภูมิภาคเหล่านั้นขณะทำการผ่าตัด อย่างไรก็ตามการใช้ fMRI ที่พบมากที่สุดคือการวิจัยทางการแพทย์

สิ่งที่ประเภทของการวิจัยทำโดยใช้ fMRI?

มีสองวิธีหลักในการใช้ fMRI เพื่อให้เห็นภาพการทำงานของสมอง วิธีหนึ่งที่มุ่งเน้นไปที่การหาพื้นที่เฉพาะของสมองที่ตอบสนองต่องานบางอย่างหรือสิ่งกระตุ้น

ตัวอย่างเช่นบุคคลในเครื่องสแกนแบบ MRI อาจแสดงกระดานหมากรุกกระพริบในบางจุดและบางครั้งเป็นหน้าจอว่างเปล่า พวกเขาอาจถูกขอให้กดปุ่มเมื่อใดก็ตามที่พวกเขาเห็นกระดานหมากรุกกระพริบ สัญญาณระหว่างงานจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับสัญญาณเมื่องานไม่ได้ทำและผลที่ได้จะเป็นภาพของพื้นที่สมองที่เกี่ยวข้องกับการเห็นกระดานหมากรุกกระพริบและจากนั้นก็กดปุ่ม

วิธีอื่น ๆ ที่ใช้ fMRI คือการประเมินเครือข่ายประสาท นี้เกี่ยวข้องกับการหาสิ่งที่พื้นที่ของสมองจะพูดคุยกับแต่ละอื่น ๆ หากพื้นที่ใดส่วนหนึ่งของสมองมักจะสว่างขึ้นในเวลาเดียวกันกับอีกดวงหนึ่งสมองทั้งสองนี้อาจเชื่อมต่อกันได้

ไม่มีงานที่อาจจำเป็นสำหรับการศึกษาแบบนี้ ด้วยเหตุนี้การศึกษาเหล่านี้จึงถูกเรียกว่า

ข้อมูลที่มาจากการศึกษา MRI มีความซับซ้อนมากและต้องอาศัยการวิเคราะห์ทางสถิติเป็นอย่างมาก สิ่งนี้ทำให้คนจำนวนมากไม่ไว้ใจผลการศึกษา MRI ที่ทำงานได้เนื่องจากดูเหมือนว่าโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์ อย่างไรก็ตามในขณะที่นักวิจัยและผู้ตรวจสอบทั้งสองได้คุ้นเคยกับเทคโนโลยีใหม่ ๆ ผลลัพธ์จะกลายเป็นทั้งความไว้วางใจและเชื่อถือได้มากขึ้น

Future Hold สำหรับ MRI หน้าที่อย่างไร?

การศึกษาเกี่ยวกับ MRI ของ Functional ได้แสดงให้เห็นถึงสิ่งต่างๆมากมายเกี่ยวกับสมองนอกเหนือจากการยืนยันสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับเส้นทางประสาทและการแปล แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะกล่าวได้ว่า fMRI เคยถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการรักษาหรือไม่ก็ตามความนิยมและประสิทธิผลของเครื่องมือทางการวิจัยเพียงอย่างเดียวทำให้ความสำคัญของทั้งสองแพทย์และคนงานทั่วไปมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเครื่องมือนี้

_{แหล่งที่มา:}

_{Pressman P, Gitelman D. MRI หน้าที่: ไพรเมอร์สำหรับนักประสาทวิทยา ประสาทวิทยา 2012 6 มีนาคม, 78 (10) e68-e71}

_{Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. การตรวจ MRI ที่ทำงาน: หลักการพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ทางคลินิก: Oxford Univrsity Press, USA, 2006}