Hur fungerar funktionell magnetisk resonansbildningsarbete?
Du har förmodligen stött på bilder skapade med funktionell MR på något ställe. De visar en hjärna med färgade områden som avbildar områden i hjärnan i samband med någon funktion som språk eller rörelse. Dessa studier är mycket populära: Hundratals vetenskapliga artiklar som använder denna teknik publiceras varje månad, varav många nämns också i lekpressen. Men hur bildas dessa bilder, och vad representerar de faktiskt?
Hur Functional MRI fungerar
Funktionell MRI använder sig av en särskild signal som kallas blodsubstansberoende (BOLD) -kontrast. Blod som flyter genom hjärnan bär syre på molekyler som kallas hemoglobin. Hemoglobinmolekyler bär även järn och har därför en magnetisk signal. Det visar sig att hemoglobinmolekyler har olika magnetiska egenskaper när de är bundna till syre än när de inte bär oxygen, och denna lilla skillnad kan detekteras med en MR-maskin.När ett område i hjärnan är mer aktiv använder den i första hand upp mycket syre i blodet. Kort därefter utvidgar hjärnan lokala blodkärl för att återställa syretillförseln. Hjärnan kan till och med göra jobbet lite för väl så att mer syreformigt blod går in i området än vad som ursprungligen användes. MRI-maskinen kan upptäcka skillnaden i signal som härrör från denna ökning av blodsyre.
Så funktionella MR-studier ser faktiskt inte på neuronaktivitet direkt, men tittar på hur blodets syrehalter förändras och korrelerar denna aktivitet till nerverbränning. Studier har visat att detta antagande vanligtvis är korrekt, även om sjukdomar som vaskulära missbildningar, tumörer och till och med normal åldrande kan förändra förhållandet mellan neural aktivitet och det lokala blodflödet som resulterar i BOLD-signalen.
Hur kan läkare använda funktionell MR?
Eftersom det är en relativt nyare teknik och eftersom andra tekniker kan svara på liknande frågor som fMRI kan, är fMRI inte vanligt förekommande i kliniska eller sjukhusinställningar. Det kan dock användas för att hjälpa till att planera viktiga hjärnoperationer. Om en neurokirurg exempelvis vill ta bort en hjärntumör som ligger nära hjärnans språkcenter kan de beställa en fMRI-studie för att visa exakt vilka delar av hjärnan som är inblandade i språket. Detta hjälper neurokirurgen att undvika att skada dessa regioner under operation. Den vanligaste användningen av fMRI är dock i medicinsk forskning.Vilken typ av forskning görs med hjälp av fMRI?
Det finns två huvudsakliga sätt att använda fMRI för att visualisera hjärnfunktionen. En metod fokuserar på att hitta specifika delar av hjärnan som svarar på någon uppgift eller stimulans. Till exempel kan personen i MR-scannern visas en blinkande kontrollpanel vid vissa punkter och andra gånger en tom skärm. De kan bli ombedda att trycka på en knapp när de ser den blinkande kontrollpanelen. Signalen under uppgiften jämförs sedan med signalen när uppgiften inte görs och resultatet blir en slags bild av vilka hjärnregioner som var involverade i att se en blinkande kontrollpanel och sedan trycka på en knapp.Det andra sättet fMRI kan användas är att utvärdera neurala nätverk. Det handlar om att ta reda på vilka delar av hjärnan som pratar med varandra. Om ett område av hjärnan brukar tändas samtidigt som en annan, kan dessa två områden i hjärnan vara anslutna. Ingen uppgift kan till och med behövas för att göra denna typ av studie. Av denna anledning kallas dessa studier ibland hvilande statiska funktionella magnetiska resonansbilder.
Informationen som kommer från funktionella MR-studier är mycket komplicerad och kräver mycket statistisk analys för att vara meningsfull. Detta ledde initialt till att många människor misstog resultaten av funktionella MR-studier, eftersom det verkade att det fanns många möjliga felmöjligheter i analysen. Men eftersom både forskare och granskare har blivit mer bekanta med den nya tekniken blir resultaten alltmer pålitliga och pålitliga.
