Magnetoencefalografia

Plik Magnetoencefalografia bada aktywność magnetyczną mózgu. Wraz z innymi metodami służy do modelowania funkcji mózgu. Technika ta jest stosowana głównie w badaniach naukowych i przy planowaniu trudnych zabiegów neurochirurgicznych w mózgu.

Co to jest magnetoencefalografia?

Magnetoencefalografia, zwana także MEG to metoda badania określająca aktywność magnetyczną mózgu. Pomiar dokonywany jest za pomocą zewnętrznych czujników tzw. SQUID. SQUID działają na bazie cewek nadprzewodzących i mogą rejestrować najmniejsze zmiany w polu magnetycznym. Nadprzewodnik wymaga temperatury prawie zerowej.

To chłodzenie można osiągnąć tylko za pomocą ciekłego helu. Magnetoencefalografy są bardzo drogimi urządzeniami, zwłaszcza że do pracy każdego miesiąca potrzeba około 400 litrów ciekłego helu. Głównym obszarem zastosowań tej technologii są badania. Tematyka badawcza obejmuje na przykład wyjaśnienie synchronizacji różnych obszarów mózgu podczas sekwencji ruchowych lub wyjaśnienie rozwoju drżenia. Magnetoencefalografia służy również do identyfikacji obszaru mózgu odpowiedzialnego za istniejącą epilepsję.

Funkcja, efekt i cele

Magnetoencefalografia służy do pomiaru niewielkich zmian w polu magnetycznym, które są generowane podczas neuronalnej aktywności mózgu. Podczas przesyłania bodźca w komórkach nerwowych pobudzane są prądy elektryczne.

Każdy prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. Różna aktywność komórek nerwowych tworzy wzór aktywności. Istnieją typowe wzorce aktywności, które charakteryzują funkcje poszczególnych obszarów mózgu podczas różnych czynności. Jednak w przypadku chorób mogą pojawić się odmienne wzorce. W magnetoencefalografii odchylenia te są wykrywane przez niewielkie zmiany pola magnetycznego.

Sygnały magnetyczne mózgu generują napięcia elektryczne w cewkach magnetoencefalografu, które są rejestrowane jako dane pomiarowe. Sygnały magnetyczne w mózgu są niezwykle małe w porównaniu z zewnętrznymi polami magnetycznymi. Są w zakresie kilku femtotesli. Ziemskie pole magnetyczne jest już 100 milionów razy silniejsze niż pola wytwarzane przez fale mózgowe.

Pokazuje to wyzwania magnetoencefalografu związane z ochroną ich przed zewnętrznymi polami magnetycznymi. Dlatego z reguły magnetoencefalograf jest instalowany w kabinie ekranowanej elektromagnetycznie. Tam tłumiony jest wpływ pól o niskiej częstotliwości pochodzących z różnych obiektów zasilanych elektrycznie. Dodatkowo ta komora ekranująca chroni przed promieniowaniem elektromagnetycznym.

Fizyczna zasada ekranowania opiera się również na fakcie, że zewnętrzne pola magnetyczne nie są tak zależne od lokalizacji, jak pola magnetyczne wytwarzane przez mózg. Intensywność sygnałów magnetycznych mózgu zmniejsza się kwadratowo wraz z odległością. Pola, które są mniej zależne od lokalizacji, mogą być tłumione przez układ cewek magnetoencefalografu. Dotyczy to również sygnałów magnetycznych z bicia serca. Chociaż ziemskie pole magnetyczne jest stosunkowo silne, nie zakłóca pomiaru.

Wynika to z faktu, że jest on bardzo stały. Wpływ pola magnetycznego Ziemi jest zauważalny tylko wtedy, gdy magnetoencefalograf jest narażony na silne wibracje mechaniczne. Magnetoencefalograf jest w stanie bez opóźnień rejestrować całkowitą aktywność mózgu. Nowoczesne encefalografy magnetyczne zawierają do 300 czujników.

Mają wygląd przypominający hełm i są umieszczane na głowie do pomiaru. W magnetoencefalografach rozróżnia się magnetometry i gradiometry. Podczas gdy magnetometry mają cewkę zbierającą, mierniki gradientu zawierają dwie cewki odbiorcze w odległości od 1,5 do 8 cm. Podobnie jak komora ekranująca, dwie cewki powodują, że pola magnetyczne o niewielkiej zależności przestrzennej są tłumione jeszcze przed pomiarem.

Istnieją już nowe osiągnięcia w dziedzinie czujników. Dlatego opracowano mini-czujniki, które działają również w temperaturze pokojowej i mogą mierzyć natężenie pola magnetycznego do pikotesli. Ważnymi zaletami magnetoencefalografii są jej wysoka rozdzielczość czasowa i przestrzenna. Rozdzielczość czasowa jest lepsza niż milisekunda. Kolejnymi zaletami magnetoencefalografii w porównaniu z EEG (elektroencefalografią) są łatwość użytkowania i prostsze numerycznie modelowanie.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Ryzyko, skutki uboczne i niebezpieczeństwa

Nie należy spodziewać się problemów zdrowotnych podczas korzystania z magnetoencefalografii. Procedura może być stosowana bez ryzyka. Należy jednak zauważyć, że metalowe części ciała lub tatuaże z pigmentami zawierającymi metal mogą wpływać na wyniki pomiaru podczas pomiaru.

Oprócz pewnych zalet w porównaniu z EEG (elektroencefalografią) i innymi metodami badania funkcji mózgu, ma również wady. Wysoka rozdzielczość czasowa i przestrzenna wyraźnie okazuje się zaletą. Jest to również nieinwazyjne badanie neurologiczne. Główną wadą jest jednak niejednoznaczność odwrotnego problemu. W przypadku problemu odwrotnego wynik jest znany. Jednak przyczyna, która doprowadziła do tego wyniku, jest w dużej mierze nieznana.

W odniesieniu do magnetoencefalografii fakt ten oznacza, że ​​mierzonej aktywności obszarów mózgu nie można jednoznacznie przypisać funkcji lub zaburzeniu. Pomyślne przypisanie jest możliwe tylko wtedy, gdy obowiązuje wcześniej opracowany model.Prawidłowe modelowanie poszczególnych funkcji mózgu można osiągnąć tylko poprzez połączenie magnetoencefalografii z innymi metodami badania czynnościowego.

Te metabolicznie funkcjonalne metody to funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI), spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS), pozytonowa tomografia emisyjna (PET) lub tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT). Są to metody obrazowania lub spektroskopii. Połączenie ich wyników prowadzi do zrozumienia procesów zachodzących w poszczególnych obszarach mózgu. Inną wadą MEG jest wysoki koszt procesu. Koszty te wynikają z konieczności stosowania dużych ilości ciekłego helu w magnetoencefalografii w celu utrzymania nadprzewodnictwa.