Magnetska rezonancija (MRI) pružila je liječnicima mogućnost dobivanja vrlo dobrih slika moždanih struktura. Novija tehnika poznata kao funkcionalni MRI može ići i dalje neizravnim mjerenjem moždane aktivnosti. Iako se većina tehnika uglavnom koristi samo u istraživanjima, ona je sve češća u kliničkom okruženju.
Vjerojatno ste u jednom trenutku naišli na slike stvorene pomoću funkcionalnog MRI. Prikazuju mozak s obojenim područjima koja prikazuju područja mozga povezana s nekom funkcijom poput jezika ili pokreta. Te su studije vrlo popularne: Stotine znanstvenih članaka koji koriste ovu tehnologiju objavljuju se svakog mjeseca, od kojih se mnogi spominju i u laičkom tisku. Ali kako se izrađuju ove slike i što one zapravo predstavljaju?
Matthew Simmons / Stringer / Getty Images
Kako funkcionira funkcionalni MRI
Funkcionalni MRI koristi poseban signal koji se naziva kontrast u krvi ovisan o razini kisika (BOLD). Krv koja teče kroz mozak prenosi kisik na molekule zvane hemoglobin. Molekule hemoglobina također nose željezo i stoga imaju magnetski signal. Ispostavilo se da molekule hemoglobina imaju različita magnetska svojstva kad su vezane za kisik nego kad ne nose kisik, a ta se mala razlika može otkriti pomoću MRI aparata.
Kada je područje mozga aktivnije, u početku troši puno kisika u krvi. Ubrzo nakon toga, mozak širi lokalne krvne žile kako bi obnovio opskrbu kisikom. Mozak možda čak i previše dobro obavlja ovaj posao, tako da u to područje ulazi više kisikove krvi od onoga što je u početku korišteno. MRI uređaj može otkriti razliku u signalu koja proizlazi iz ovog povećanja kisika u krvi.
Dakle, funkcionalne MRI studije zapravo ne promatraju izravno neuronsku aktivnost, već promatraju kako se mijenja razina kisika u krvi i povezuju ovu aktivnost sa pucanjem živaca. Studije su pokazale da je ta pretpostavka obično točna, iako bolesti poput vaskularnih malformacija, tumora, pa čak i normalno starenje mogu promijeniti odnos između živčane aktivnosti i lokalnog krvotoka koji rezultira BOLD signalom.
Kako liječnici koriste funkcionalni MRI
Budući da je riječ o relativno novijoj tehnologiji i jer druge tehnike mogu odgovoriti na slična pitanja kao što je to moguće, fMRI se često ne koristi u kliničkim ili bolničkim uvjetima. Međutim, može se koristiti za planiranje važnih operacija na mozgu. Na primjer, ako neurokirurg želi ukloniti tumor na mozgu koji se nalazi u blizini jezičnih centara mozga, može naručiti studiju fMRI kako bi se pokazalo koja su točno područja mozga uključena u jezik. To pomaže neurokirurgu da izbjegne oštećenje tih regija tijekom izvođenja operacije. Međutim, najčešća je upotreba fMRI u medicinskim istraživanjima.
Vrste istraživanja obavljena pomoću fMRI
Postoje dva glavna načina korištenja fMRI za vizualizaciju funkcije mozga. Jedna metoda usredotočena je na pronalaženje određenih područja mozga koja reagiraju na neki zadatak ili podražaj. Na primjer, osobi koja se nalazi u MRI skeneru može se u nekim točkama prikazati bljeskava tabla, a ponekad prazan zaslon. Od njih će se možda zatražiti da pritisnu tipku kad god ugledaju trepćuću tablu. Signal tijekom zadatka tada će se uspoređivati sa signalom kada se zadatak ne izvršava, a rezultat će biti svojevrsna slika o tome koje su regije mozga bile uključene kada je vidjela blještavu šahovnicu i zatim pritisnula gumb.
Drugi način na koji se fMRI može koristiti je procjena neuronskih mreža. To uključuje otkrivanje kojih područja mozga međusobno razgovaraju. Ako jedno područje mozga obično svijetli istodobno s drugim, ta dva područja mozga mogu biti povezana. Nijedan zadatak možda neće biti potreban za izvođenje ove vrste studije. Iz tog se razloga ove studije ponekad nazivaju i funkcionalna magnetska rezonancija u stanju mirovanja.
Podaci koji dolaze iz funkcionalnih MRI studija vrlo su složeni i zahtijevaju puno statističkih analiza kako bi bili značajni. To je u početku mnoge ljude navelo na nepovjerenje u rezultate funkcionalnih MRI studija, jer se činilo da postoji mnogo mogućih prilika za pogrešku u analizi. Međutim, kako su se i istraživači i recenzenti sve više upoznali s novom tehnologijom, rezultati postaju i pouzdaniji i pouzdaniji.
Što donosi budućnost
Funkcionalne MRI studije već su pokazale mnogo različitih stvari o mozgu, uz potvrdu onoga što smo već znali o živčanim putovima i lokalizaciji. Iako je teško reći hoće li se fMRI ikad često koristiti u kliničkim uvjetima, njegova popularnost i učinkovitost kao istraživačkog alata čine važno kako za liječnike tako i za laike osnovno razumijevanje načina na koji ovaj alat djeluje.
