Di Megan Tung
Una scansione fMRI è una scansione di risonanza magnetica funzionale che misura e mappa l’attività del cervello. Una scansione fMRI utilizza la stessa tecnologia di una scansione MRI. Una risonanza magnetica è un test non invasivo che utilizza un forte campo magnetico e onde radio per creare un’immagine del cervello. L’immagine che una scansione MRI produce è solo di organi / tessuti, ma un fMRI produrrà un’immagine che mostra il flusso sanguigno nel cervello. Mostrando il flusso sanguigno mostrerà quali parti del cervello vengono stimolate.,
Macchina MRI (utilizzata sia per le scansioni MRI che fMRI)Storia
Nel 1930 il fisico della Columbia University, Isidor Isaac Rabi, scoprì che quando un campo magnetico si combina con le onde radio provoca il nucleo di un atomo da “capovolgere.”La maggior parte degli atomi nel corpo umano sono atomi di idrogeno, che hanno un protone caricato positivamente all’interno del nucleo. Quando la macchina MRI emette un campo magnetico i protoni si allineano con il campo magnetico., Le onde radio poi pulsano nella testa del paziente, battendo i protoni fuori allineamento. Quando i protoni tornano nella loro posizione originale (chiamata precessione) producono un segnale radio indietro. Il tempo e la quantità di riallineamento cambia in base allo spessore e alla durezza del tessuto. Le onde radio emesse dai protoni producono una chiara immagine del cervello. Nel 1900, il fisico Seiji Ogawa scoprì che il sangue povero di ossigeno era influenzato da un campo magnetico in modo diverso rispetto al sangue ricco di ossigeno. I dati hanno mostrato sangue povero di ossigeno e sangue ricco di ossigeno differivano del 20%., Le parti attive del cervello contengono più sangue ricco di ossigeno, quindi questa conoscenza ha avviato la ricerca sulle scansioni fMRI.
Elabora i protoni (in atomi di idrogeno) durante una risonanza magnetica Come fa un fMRI a mappare l’attività cerebrale?
Come ho detto sopra, la fMRI guarda il flusso di sangue nel cervello per rilevare le aree di attività. Il glucosio è la fonte primaria di energia del cervello, ma il glucosio non è immagazzinato nel cervello., Quindi, quando parti del cervello hanno bisogno di energia per eseguire un’azione, più sangue scorre per trasportare il glucosio nelle aree attive, quindi più sangue ricco di ossigeno entra nell’area. Ad esempio, quando si parla c’è glucosio e sangue ricco di ossigeno che scorre nella parte del cervello designata a parlare.
Durante una scansione fMRI al paziente viene chiesto di eseguire un compito specifico per aumentare il flusso sanguigno ricco di ossigeno in una certa parte del cervello., Come toccare il pollice contro le dita, guardare le immagini, rispondere alle domande su uno schermo, pensare alle azioni basate su un’immagine (es: vedono un’immagine di un libro e pensano ad azioni come leggere un libro, scrivere un libro, comprare un libro), ecc. Per i compiti in cui al paziente viene posta una domanda, il più delle volte al paziente viene detto di pensare solo alla risposta in questo modo la parte del linguaggio del cervello non viene attivata.,
Elabora i protoni (in atomi di idrogeno) durante una risonanza magnetica Come aiuta un fMRI?
La ragione principale per una scansione fMRI è quello di aiutare mappa cervello di un paziente prima di andare in chirurgia cerebrale. La creazione di questa mappa aiuterà i medici a comprendere meglio le regioni del cervello legate a funzioni critiche come parlare, camminare, percepire o pianificare. L’attività cerebrale è mappata in quadrati chiamati voxel, che rappresentano migliaia di neuroni. Il colore viene quindi aggiunto all’immagine per creare una mappa del cervello.,
Ci sono studi clinici che richiedono più scansioni fMRI per ricercare di più sulla scansione e sui dati che fornisce. Alcuni credono che con più ricerca e sviluppo Le scansioni fMRI alla fine permetteranno ai medici di dare un’occhiata ai processi mentali delle persone (ciò che stanno pensando e sentendo). Se ciò è possibile, le scansioni fMRI potrebbero essere utilizzate per rilevare bugie contro verità, che potrebbero fungere da più prove in un caso giudiziario. Tuttavia, tonnellate di ulteriori ricerche devono essere fatte prima che ciò sia effettivamente possibile.,
I medici devono essere estremamente cauti quando si opera sul cervello, quindi un fMRI non può essere l’unico metodo per mappare il cervello quando è coinvolto qualsiasi tipo di intervento chirurgico al cervello. Un altro metodo per mappare il cervello è chiamato mappatura cerebrale intraoperatoria.** Una scansione fMRI è un ottimo primo passo per garantire che il medico abbia una profonda comprensione del cervello del paziente prima dell’intervento chirurgico. Tipicamente la mappatura cerebrale intraoperatoria viene utilizzata quando un tumore/parte del cervello deve essere tagliato., L’fMRI creerà una mappa generale del cervello, ma la mappatura cerebrale intraoperatoria permetterà ai medici di sapere esattamente quali parti del cervello circondano la parte del cervello che deve essere operata. Questo metodo avviene durante un’operazione cerebrale tagliando il cranio aperto e usando una piccola sonda elettrica per stimolare il cervello in modi diversi. I medici posizioneranno l’elettrodo sul cervello stimolando in una varietà di modi a seconda della posizione., Ad esempio, il medico potrebbe stimolare una parte del cervello e il paziente potrebbe pensare che qualcuno stia toccando il braccio anche se nessuno è vicino al braccio. O una parte del cervello potrebbe essere stimolata causando al paziente di avere difficoltà a parlare il che significa che questa parte del cervello è responsabile della parola. L’elettrodo effettivo (o i suoi impulsi) non danneggerà il paziente, ma l’elettrodo potrebbe stimolare una parte del cervello correlata al dolore. L’elettrodo può anche stimolare le convulsioni., Tuttavia, i medici possono vedere le onde cerebrali del paziente, quindi se il medico vede segni che portano a un attacco, si prenderanno una pausa dalla stimolazione del cervello. Possono anche dare al paziente farmaci anti-sequestro. Ma se si verifica ancora un attacco, l’acqua fredda applicata direttamente al cervello fermerà quasi immediatamente il sequestro.
* * Ci sono vari metodi per mappare il cervello, ma sto solo discutendo un esempio di un metodo invasivo e un esempio di un metodo non invasivo.
Pro
Una scansione fMRI è una procedura non invasiva che consente ai medici di mappare il cervello prima di un intervento chirurgico., Questa scansione fornisce ulteriori informazioni ai medici circa la composizione del cervello di un individuo per prevenire lesioni gravi o per determinare se la chirurgia è anche una possibilità. Un altro positivo è l’immagine prodotta dalla scansione fMRI è molto alta risoluzione.
Contro
Ottenere una scansione fMRI è una procedura molto costosa (la maggior parte delle volte*); tuttavia, vale il prezzo se la scansione potrebbe impedire a qualcuno di perdere una funzione necessaria., Un negativo minore è che la macchina può catturare un’immagine chiara solo se la persona che viene scansionata rimane completamente abile, ma questo può essere risolto con bretelle/imbracature per tenere il paziente in posizione. Infine, i ricercatori non comprendono appieno ogni aspetto di questo processo. Nella scansione possono solo guardare il flusso sanguigno, non le attività dei singoli neuroni (che è fondamentale per la funzione mentale). Quando una certa area del cervello aumenta il flusso sanguigno, può rappresentare più funzioni diverse perché può essere difficile isolare il cervello eseguendo solo un’azione specifica.,
* Ci sono studi clinici che effettivamente pagare soldi per consentire loro di eseguire la scansione del cervello in modo che siano in grado di raccogliere più dati.
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Archivio: Come funziona Megan Tung è una stagista estiva presso Jameco Electronics e una matricola presso l’Università della California, Santa Barbara (UCSB). I suoi interessi includono fotografia, musica, affari e ingegneria.
