Magnetoencefalografija preučuje magnetno aktivnost možganov. Skupaj z drugimi metodami se uporablja za modeliranje možganov funkcije. Tehnika se uporablja predvsem za raziskave in načrtovanje težkih nevrokirurških posegov na možganov.
Kaj je magnetoencefalografija?
Magnetoencefalografija preučuje magnetno aktivnost možganov. Skupaj z drugimi metodami se uporablja za modeliranje delovanja možganov. Magnetoencefalografija, znana tudi kot MEG, je preiskovalna metoda, ki določa magnetno aktivnost možganov. V tem postopku merjenje izvajajo zunanji senzorji, imenovani SQUIDs. LIGNJI delujejo na osnovi superprevodnih tuljav in lahko zaznajo najmanjše spremembe magnetnega polja. Superprevodnik zahteva temperaturo, ki je blizu absolutne ničle. To hlajenje je mogoče doseči samo s tekočim helijem. Magnetoencefalografi so zelo drage naprave, še posebej, ker je za njihovo delovanje potreben mesečni vnos približno 400 litrov tekočega helija. Glavno področje uporabe te tehnologije so raziskave. Raziskovalne teme so na primer razjasnitev sinhronizacije različnih možganskih področij med gibalnimi sekvencami ali razjasnitev razvoja tremor. Poleg tega se magnetoencefalografija uporablja tudi za prepoznavanje možganskega področja, ki je odgovorno za sedanjost epilepsija.
Funkcija, učinek in cilji
Magnetoencefalografija se uporablja za merjenje majhnih sprememb magnetnega polja, ki nastanejo med nevronsko aktivnostjo možganov. Med prenosom dražljaja se v nevronih vzbudijo električni tokovi. Vsak električni tok ustvarja magnetno polje. V tem procesu se vzorec aktivnosti oblikuje z različno aktivnostjo živčnih celic. Obstajajo tipični vzorci aktivnosti, ki označujejo delovanje posameznih možganskih področij med različnimi aktivnostmi. V prisotnosti bolezni pa se lahko pojavijo odstopajoči vzorci. Ta odstopanja v magnetoencefalografiji zaznajo rahle spremembe magnetnega polja. V tem procesu magnetni signali iz možganov generirajo električne tuljave v tuljavah magnetoencefalografa, ki se zabeležijo kot merilni podatki. Magnetni signali v možganih so v primerjavi z zunanjimi magnetnimi polji izjemno majhni. So v območju nekaj femtotesla. Zemeljsko magnetno polje je že 100 milijonov krat močnejše od polj, ki jih ustvarjajo možganski valovi. To prikazuje izzive magnetoencefalografa, da jih zaščiti pred zunanjimi magnetnimi polji. Zato je magnetoencefalograf običajno nameščen v kabini z elektromagnetno zaščito. Tam je vpliv nizkofrekvenčnih polj različnih električno vodenih predmetov oslabljen. Poleg tega ta zaščitna komora ščiti pred elektromagnetno sevanje. Fizični princip zaščite temelji tudi na dejstvu, da zunanja magnetna polja nimajo tako velike prostorske odvisnosti kot magnetna polja, ki jih ustvarjajo možgani. Tako se intenzivnost magnetnih signalov možganov kvadratno zmanjšuje z razdaljo. Polja z nižjo prostorsko odvisnostjo lahko zatre sistem tuljav magnetoencefalografa. To velja tudi za magnetne signale srčnega utripa. Zemeljsko magnetno polje je sicer sorazmerno močno, vendar na meritve tudi ne moti. To je posledica dejstva, da je zelo konstantno. Šele ko je magnetoencefalograf izpostavljen močnim mehanskim vibracijam, postane vpliv zemeljskega magnetnega polja opazen. Magnetoencefalograf lahko zabeleži celotno aktivnost možganov brez kakršne koli časovne zamude. Sodobni magnetoencefalografi vsebujejo do 300 senzorjev. Imajo videz čelade in so nameščeni na Glava za merjenje. Magnetoencefalografi so razdeljeni na magnetometre in gradiometre. Medtem ko imajo magnetometri eno zajemalno tuljavo, gradiometri vsebujejo dve zajemalni tuljavi, razmaknjeni med 1.5 in 8 cm. Tako kot zaščitna komora tudi ti dve tuljavi učinkujeta, da magnetna polja z majhno prostorsko odvisnostjo zatrejo že pred meritvijo. Na področju senzorjev že obstajajo novi dosežki. Na primer, razviti so bili miniaturni senzorji, ki lahko delujejo tudi pri sobni temperaturi in merijo jakost magnetnega polja do ene pikotele. Pomembne prednosti magnetoencefalografije so njena visoka časovna in prostorska ločljivost, zato je časovna ločljivost boljša od ene milisekunde. Druge prednosti magnetoencefalografije pred EEG (elektroencefalografija) so enostavnost uporabe in številčno enostavnejše modeliranje.
Tveganja, neželeni učinki in nevarnosti
Ne zdravje težave pričakujemo pri uporabi magnetoencefalografije. Postopek se lahko uporablja brez tveganja. Vendar je treba opozoriti, da lahko kovinski deli na telesu ali tetovaže z barvnimi pigmenti, ki vsebujejo kovine, vplivajo na rezultate merjenja med merjenjem. Poleg nekaterih prednosti pred EEG (elektroencefalografija) in druge metode za preučevanje možganske funkcije, ima tudi slabosti. Visoka časovna in prostorska ločljivost se očitno izkažeta kot prednost. Poleg tega gre za neinvazivno nevrološko preiskavo. Največja pomanjkljivost pa je neenotnost inverznega problema. V inverznem problemu je rezultat znan. Vzrok, ki je privedel do tega rezultata, pa je večinoma neznan. Kar zadeva magnetoencefalografijo, to dejstvo pomeni, da izmerjene aktivnosti možganskih področij ni mogoče nedvoumno dodeliti funkciji ali motnji. Uspešna dodelitev je mogoča le, če je predhodno izdelani model pravilen. Pravilno modeliranje posameznih možganskih funkcij pa je mogoče doseči le s povezovanjem magnetoencefalografije z drugimi metodami funkcionalnega pregleda. Te presnovne funkcionalne metode so funkcionalne slikanje z magnetno resonanco (fMRI), infrardeča spektroskopija (NIRS), pozitronska emisijska tomografija (PET) ali enojna emisija fotona računalniška tomografija (SPECT). To so slikovne ali spektroskopske tehnike. Kombinacija njihovih rezultatov vodi do razumevanja procesov, ki se dogajajo na posameznih možganskih področjih. Druga pomanjkljivost MEG so visoki stroški postopka. Ti stroški so posledica uporabe velike količine tekočega helija, potrebnega v magnetoencefalografiji za vzdrževanje superprevodnosti.
