Magnetoencefalografija istražuje magnetsku aktivnost mozak. Zajedno s drugim metodama koristi se za modeliranje mozak funkcije. Tehnika se uglavnom koristi u istraživanjima i za planiranje teških neurokirurških zahvata na mozak.
Što je magnetoencefalografija?
Magnetoencefalografija proučava magnetsku aktivnost mozga. Zajedno s drugim metodama, koristi se za modeliranje funkcije mozga. Magnetoencefalografija, poznata i kao MEG, metoda je ispitivanja koja određuje magnetsku aktivnost mozga. U ovom procesu mjerenje vrše vanjski senzori koji se nazivaju SQUIDs. LIGNJI djeluju na osnovi supravodljivih zavojnica i mogu registrirati najmanje promjene magnetskog polja. Za supravodič je potrebna temperatura koja je blizu apsolutne nule. Ovo hlađenje može se postići samo tekućim helijem. Magnetoencefalografi su vrlo skupi uređaji, pogotovo jer je za njihov rad potreban mjesečni unos od oko 400 litara tekućeg helija. Glavno područje primjene ove tehnologije je istraživanje. Teme istraživanja su, na primjer, pojašnjenje sinkronizacije različitih područja mozga tijekom sekvenci kretanja ili pojašnjenje razvoja tremor. Nadalje, magnetoencefalografija se također koristi za identificiranje područja mozga odgovornog za sadašnjost epilepsija.
Funkcija, učinak i ciljevi
Magnetoencefalografija se koristi za mjerenje malih promjena magnetskog polja nastalih tijekom neuronske aktivnosti mozga. Električne struje pobuđuju se u neuronima tijekom prijenosa podražaja. Svaka električna struja generira magnetsko polje. U ovom se procesu oblikuje obrazac aktivnosti različitom aktivnošću živčanih stanica. Postoje tipični obrasci aktivnosti koji karakteriziraju funkciju pojedinih područja mozga tijekom različitih aktivnosti. Međutim, u prisutnosti bolesti mogu se pojaviti odstupajući obrasci. Ta se odstupanja otkrivaju u magnetoencefalografiji blagim promjenama magnetskog polja. U tom procesu magnetski signali iz mozga generiraju električne napone u zavojnicama magnetoencefalografa, koji se bilježe kao podaci mjerenja. Magnetski signali u mozgu izuzetno su mali u usporedbi s vanjskim magnetskim poljima. U rasponu su od nekoliko femtotesla. Zemljino magnetsko polje već je 100 milijuna puta jače od polja generiranih moždanim valovima. To pokazuje izazove magnetoencefalografa da ih zaštiti od vanjskih magnetskih polja. Stoga je magnetoencefalograf obično postavljen u kabini s elektromagnetskim oklopom. Tamo se umanjuje utjecaj polja niske frekvencije od različitih predmeta na električni pogon. Uz to, ova zaštitna komora štiti od elektromagnetsko zračenje. Fizički princip zaštite zasnovan je također na činjenici da vanjska magnetska polja nemaju tako veliku prostornu ovisnost kao magnetska polja koja stvara mozak. Dakle, intenzitet magnetskih signala mozga smanjuje se kvadratno s udaljenošću. Polja s nižom prostornom ovisnošću mogu biti potisnuta sustavom zavojnica magnetoencefalografa. To vrijedi i za magnetske signale otkucaja srca. Iako je zemaljsko magnetsko polje razmjerno jako, ono također nema ometajući utjecaj na mjerenje. To proizlazi iz činjenice da je vrlo konstantno. Tek kada je magnetoencefalograf izložen jakim mehaničkim vibracijama, postaje vidljiv utjecaj zemaljskog magnetskog polja. Magnetoencefalograf je u stanju zabilježiti ukupnu aktivnost mozga bez ikakvog vremenskog odgađanja. Suvremeni magnetoencefalografi sadrže do 300 senzora. Imaju izgled kacige i postavljeni su na glava za mjerenje. Magnetoencefalografi se dijele na magnetometre i gradiometre. Dok magnetometri imaju jednu zavojnicu, gradiometri sadrže dvije zavojnice razmaknute 1.5 do 8 cm. Poput zaštitne komore, dvije zavojnice imaju učinak da se magnetska polja s malom prostornom ovisnošću potiskuju čak i prije mjerenja. Već postoje nova dostignuća u području senzora. Na primjer, razvijeni su minijaturni senzori koji također mogu raditi na sobnoj temperaturi i mjeriti jakosti magnetskog polja do jedne pikotesle. Važne prednosti magnetoencefalografije su visoka vremenska i prostorna razlučivost. Tako je vremenska razlučivost bolja od jedne milisekunde. Ostale prednosti magnetoencefalografije u odnosu na EEG (elektroencefalografija) su jednostavnost upotrebe i numerički jednostavnije modeliranje.
Rizici, nuspojave i opasnosti
Ne zdravlje problemi se očekuju kod primjene magnetoencefalografije. Postupak se može koristiti bez rizika. Međutim, treba imati na umu da bi metalni dijelovi na tijelu ili tetovaže s pigmentima u boji koji sadrže metal mogli utjecati na rezultate mjerenja tijekom mjerenja. Pored nekih prednosti u odnosu na EEG (elektroencefalografija) i druge metode za ispitivanje funkcije mozga, također ima nedostataka. Velika vremenska i prostorna razlučivost očito se pokazuju kao prednost. Osim toga, to je neinvazivna metoda neurološkog pregleda. Međutim, najveći je nedostatak nejedinstvenost obrnutog problema. U obrnutom problemu rezultat je poznat. Međutim, uzrok koji je doveo do ovog rezultata uglavnom je nepoznat. Što se tiče magnetoencefalografije, ova činjenica znači da se izmjerena aktivnost moždanih područja ne može jednoznačno dodijeliti nekoj funkciji ili poremećaju. Samo ako je prethodno razrađeni model točan, moguće je uspješno dodijeliti. Međutim, ispravno modeliranje pojedinih moždanih funkcija može se postići spajanjem magnetoencefalografije s ostalim metodama funkcionalnog ispitivanja. Ove metaboličke funkcionalne metode su funkcionalne magnetska rezonancija (fMRI), bliska infracrvena spektroskopija (NIRS), pozitronska emisijska tomografija (PET) ili emisija jednog fotona računarska tomografija (SPEKT). To su slikovne ili spektroskopske tehnike. Kombinacija njihovih rezultata dovodi do razumijevanja procesa koji se događaju u pojedinim područjima mozga. Još jedan nedostatak MEG-a je visoka cijena postupka. Ovi troškovi proizlaze iz upotrebe velikih količina tekućeg helija potrebnih u magnetoencefalografiji za održavanje superprovodljivosti.
