Magnetoencefalogrāfija

Magnetoencefalogrāfija pēta smadzeņu magnētisko aktivitāti. Kopā ar citām metodēm to izmanto smadzeņu funkciju modelēšanai. Šo paņēmienu galvenokārt izmanto pētījumos un sarežģītu smadzeņu neiroķirurģisko iejaukšanos plānošanā.

Kas ir magnetoencefalogrāfija?

Magnetoencefalogrāfija, saukta arī par MEG ir izmeklēšanas metode, kas nosaka smadzeņu magnētisko aktivitāti. Mērījumu veic ārējie sensori, tā sauktie SQUID. SQUID darbojas uz supravadošu spoļu bāzes un var reģistrēt mazākās izmaiņas magnētiskajā laukā. Supravadītājam nepieciešama temperatūra, kas ir gandrīz absolūta nulle.

Šo dzesēšanu var sasniegt tikai ar šķidru hēliju. Magnetoencefalogrāfi ir ļoti dārgas ierīces, jo īpaši tāpēc, ka katru mēnesi ir nepieciešami apmēram 400 litri šķidra hēlija. Šīs tehnoloģijas galvenā piemērošanas joma ir pētniecība. Pētniecības tēmas ir, piemēram, dažādu smadzeņu zonu sinhronizācijas noskaidrošana kustību secības laikā vai trīces attīstības noskaidrošana. Magnetoencefalogrāfiju izmanto arī, lai identificētu smadzeņu zonu, kas ir atbildīga par esošo epilepsiju.

Funkcija, efekts un mērķi

Magnetoencefalogrāfiju izmanto, lai izmērītu nelielas izmaiņas magnētiskajā laukā, kas rodas smadzeņu neironu darbības laikā. Kad stimuls tiek pārraidīts, nervu šūnās tiek stimulētas elektriskās strāvas.

Katra elektriskā strāva rada magnētisko lauku. Nervu šūnu atšķirīgā aktivitāte rada aktivitātes modeli. Pastāv tipiski darbības modeļi, kas raksturo atsevišķu smadzeņu zonu funkcijas dažādās aktivitātēs. Tomēr slimību klātbūtnē var rasties atšķirīgas tendences. Magnetoencefalogrāfijā šīs novirzes tiek noteiktas ar nelielām izmaiņām magnētiskajā laukā.

Smadzeņu magnētiskie signāli rada elektrisko spriegumu magnetoencefalogrāfa spirālēs, kas tiek reģistrēti kā mērījumu dati. Smadzeņu magnētiskie signāli ir ārkārtīgi mazi, salīdzinot ar ārējiem magnētiskajiem laukiem. Tie ir dažu femtotesla diapazonā. Zemes magnētiskais lauks jau ir 100 miljonus reižu spēcīgāks par smadzeņu viļņu radītajiem laukiem.

Tas parāda magnetoencefalogrāfa izaicinājumus, pasargājot tos no ārējiem magnētiskajiem laukiem. Tāpēc magnetoencefalogrāfs parasti tiek uzstādīts elektromagnētiski ekranētā kabīnē. Tur tiek slāpēta dažādu elektriski darbināmu objektu zemfrekvences lauku ietekme. Turklāt šī ekranēšanas kamera aizsargā pret elektromagnētisko starojumu.

Ekranēšanas fiziskais princips ir balstīts arī uz to, ka ārējie magnētiskie lauki nav tik atkarīgi no atrašanās vietas kā smadzeņu radītie magnētiskie lauki. Smadzeņu magnētisko signālu intensitāte kvadrātiski samazinās ar attālumu. Laukus, kas ir mazāk atkarīgi no atrašanās vietas, var apslāpēt ar magnetoencefalogrāfa spoļu sistēmu. Tas attiecas arī uz sirdspukstu magnētiskajiem signāliem. Lai arī zemes magnētiskais lauks ir salīdzinoši spēcīgs, tas netraucē mērījumus.

Tas izriet no tā, ka tas ir ļoti nemainīgs. Zemes magnētiskā lauka ietekme ir pamanāma tikai tad, kad magnetoencefalogrāfs ir pakļauts spēcīgām mehāniskām vibrācijām. Magnetoencefalogrāfs bez kavēšanās spēj reģistrēt kopējo smadzeņu darbību. Mūsdienu magnētiskie encefalogrāfi satur līdz 300 sensoriem.

Viņiem ir ķiverei līdzīgs izskats un tie tiek novietoti uz galvas mērīšanai. Magnetoencefalogrāfos tiek nošķirti magnetometri un gradiometri. Kamēr magnetometriem ir savācējpole, gradiometros ir divas savācējpoles 1,5 līdz 8 cm attālumā. Tāpat kā ekranēšanas kamerai, arī abām spirālēm ir tāda iedarbība, ka magnētiskie lauki ar nelielu telpisko atkarību tiek apslāpēti pat pirms mērīšanas.

Sensoru jomā jau ir notikusi jauna attīstība. Tāpēc tika izstrādāti mini sensori, kas darbojas arī istabas temperatūrā un var izmērīt magnētiskā lauka stiprumu līdz pat pikotēlai. Svarīgas magnetoencefalogrāfijas priekšrocības ir tā augstā izšķirtspēja laikā un telpā. Laika izšķirtspēja ir labāka par milisekundi. Citas magnetoencefalogrāfijas priekšrocības salīdzinājumā ar EEG (elektroencefalogrāfija) ir tās lietošanas ērtums un skaitliski vienkāršāka modelēšana.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Riski, blakusparādības un briesmas

Lietojot magnetoencefalogrāfiju, nav gaidāmas nekādas veselības problēmas. Procedūru var izmantot bez riska. Tomēr jāņem vērā, ka metāla daļas uz ķermeņa vai tetovējumi ar metālu saturošiem krāsu pigmentiem mērīšanas laikā varētu ietekmēt mērījumu rezultātus.

Papildus dažām priekšrocībām salīdzinājumā ar EEG (elektroencefalogrāfija) un citām smadzeņu funkcijas izmeklēšanas metodēm, tai ir arī trūkumi. Lielais laika un telpas izšķirtspēja nepārprotami liecina par priekšrocību. Tā ir arī neinvazīva neiroloģiska izmeklēšana. Tomēr galvenais trūkums ir apgrieztas problēmas neskaidrība. Apgrieztas problēmas gadījumā rezultāts ir zināms. Tomēr iemesls, kas noveda pie šāda rezultāta, lielākoties nav zināms.

Attiecībā uz magnetoencefalogrāfiju šis fakts nozīmē, ka smadzeņu zonu izmērīto aktivitāti nevar skaidri noteikt kādai funkcijai vai traucējumam. Veiksmīga piešķiršana ir iespējama tikai tad, ja tiek piemērots iepriekš izstrādātais modelis.Atsevišķu smadzeņu funkciju pareizu modelēšanu var panākt, tikai sasaistot magnetoencefalogrāfiju ar citām funkcionālās pārbaudes metodēm.

Šīs metaboliski funkcionālās metodes ir funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana (fMRI), pie infrasarkanās spektroskopijas (NIRS), pozitronu emisijas tomogrāfija (PET) vai viena fotona emisijas datortomogrāfija (SPECT). Tās ir attēlveidošanas vai spektroskopiskās metodes. Viņu rezultātu kombinācija ļauj izprast procesus, kas notiek atsevišķās smadzeņu zonās. Vēl viens MEG trūkums ir procesa augstās izmaksas. Šīs izmaksas rodas, izmantojot lielu daudzumu šķidrā hēlija, kas ir nepieciešams magnetoencefalogrāfijā, lai saglabātu supravadītspēju.