Magnetoencefalografija tiriamas magnetinis aktyvumas smegenys. Kartu su kitais metodais jis naudojamas modeliavimui smegenys funkcijos. Ši technika daugiausia naudojama atliekant tyrimus ir planuojant sunkias neurochirurgines procedūras smegenys.
Kas yra magnetoencefalografija?
Magnetoencefalografija tiria smegenų magnetinį aktyvumą. Kartu su kitais metodais jis naudojamas smegenų funkcijai modeliuoti. Magnetoencefalografija, dar vadinama MEG, yra tyrimo metodas, nustatantis magnetinį smegenų aktyvumą. Šiame procese matavimus atlieka išoriniai jutikliai, vadinami SQUID. SQUID veikia superlaidžių ritinių pagrindu ir gali užregistruoti mažiausius magnetinio lauko pokyčius. Superlaidininkui reikalinga temperatūra, artima absoliučiam nuliui. Šį vėsinimą galima pasiekti tik naudojant skystą helį. Magnetoencefalografai yra labai brangūs prietaisai, juolab, kad jų darbui reikia maždaug 400 litrų skysto helio per mėnesį. Pagrindinė šios technologijos taikymo sritis yra moksliniai tyrimai. Tyrimo temos yra, pavyzdžiui, skirtingų smegenų sričių sinchronizavimo judesių metu paaiškinimas arba drebulys. Be to, magnetoencefalografija taip pat naudojama nustatyti smegenų sritį, atsakingą už dabartį epilepsija.
Funkcija, poveikis ir tikslai
Magnetoencefalografija naudojama mažiems magnetinio lauko pokyčiams matuoti, vykstant smegenų neuronų veiklai. Elektros srovės sužadinamos neuronuose perduodant stimulą. Kiekviena elektros srovė sukuria magnetinį lauką. Šiame procese veiklos modelį formuoja skirtingas nervinių ląstelių aktyvumas. Yra būdingi veiklos modeliai, apibūdinantys atskirų smegenų sričių funkciją atliekant įvairias veiklas. Tačiau esant ligoms, gali atsirasti nukrypstančių modelių. Šie nukrypimai nustatomi magnetoencefalografijoje nežymiais magnetinio lauko pokyčiais. Šiame procese magnetiniai smegenų signalai sukuria elektrinę įtampą magnetoencefalografo ritėse, kurios įrašomos kaip matavimo duomenys. Smegenų magnetiniai signalai yra labai maži, palyginti su išoriniais magnetiniais laukais. Jie yra kelių femtoteslų diapazone. Žemės magnetinis laukas jau yra 100 milijonų kartų stipresnis už smegenų bangų generuojamus laukus. Tai rodo magnetoencefalografo uždavinius apsaugoti juos nuo išorinių magnetinių laukų. Todėl magnetoencefalografas paprastai yra įrengtas elektromagnetiniu ekranu. Ten susilpnėja įvairių elektra valdomų objektų žemų dažnių laukų įtaka. Be to, ši apsauginė kamera apsaugo nuo elektromagnetinis spinduliavimas. Fizinis ekranavimo principas taip pat grindžiamas tuo, kad išoriniai magnetiniai laukai neturi tokios didelės erdvinės priklausomybės kaip smegenų sukurti magnetiniai laukai. Taigi smegenų magnetinių signalų intensyvumas kvadratiškai mažėja atstumu. Laukai, turintys mažesnę erdvinę priklausomybę, gali būti nuslopinti magnetoencefalografo ritės sistema. Tai pasakytina ir apie širdies ritmo magnetinius signalus. Nors žemės magnetinis laukas yra palyginti stiprus, jis taip pat neturi trikdančios įtakos matavimui. Taip yra dėl to, kad jis yra labai pastovus. Tik tada, kai magnetoencefalografą veikia stiprios mechaninės vibracijos, žemės magnetinio lauko įtaka tampa pastebima. Magnetoencefalografas sugeba užfiksuoti visą smegenų aktyvumą nedelsdamas. Šiuolaikiniuose magnetoencefalografuose yra iki 300 jutiklių. Jie yra panašūs į šalmą ir yra uždėti ant vadovas matavimui. Magnetoencefalografai skirstomi į magnetometrus ir gradiometrus. Nors magnetometruose yra viena paėmimo ritė, gradiometruose yra dvi paėmimo ritės, išdėstytos 1.5–8 cm atstumu viena nuo kitos. Kaip ir ekranavimo kamera, abi ritės daro poveikį, kad magnetiniai laukai, turintys mažą erdvinę priklausomybę, slopinami dar prieš matavimą. Jutiklių srityje jau yra naujų pokyčių. Pavyzdžiui, buvo sukurti miniatiūriniai jutikliai, kurie taip pat gali veikti kambario temperatūroje ir išmatuoti magnetinio lauko stiprumą iki vienos pikotezos. Svarbūs magnetoencefalografijos pranašumai yra didelė laiko ir erdvinė skiriamoji geba. Taigi laiko skiriamoji geba yra geresnė nei viena milisekundė. Kiti magnetoencefalografijos pranašumai, palyginti su EEG (elektroencefalografija) yra jo naudojimo paprastumas ir skaičiais paprastesnis modeliavimas.
Rizika, šalutinis poveikis ir pavojai
Ne sveikatai tikimasi problemų naudojant magnetoencefalografiją. Procedūra gali būti naudojama be rizikos. Tačiau reikia pažymėti, kad metalinės kūno dalys arba tatuiruotės su metalo turinčiais spalvotais pigmentais gali turėti įtakos matavimo rezultatams matavimo metu. Be tam tikrų pranašumų, palyginti su EEG (elektroencefalografija) ir kitais smegenų funkcijos tyrimo metodais, jis taip pat turi trūkumų. Aukštas laikas ir erdvinė skiriamoji geba akivaizdžiai yra privalumas. Be to, tai neinvazinis neurologinis tyrimo metodas. Vis dėlto didžiausias trūkumas yra atvirkštinės problemos unikalumas. Atvirkštinėje problemoje rezultatas žinomas. Tačiau priežastis, nulėmusi šį rezultatą, beveik nežinoma. Kalbant apie magnetoencefalografiją, šis faktas reiškia, kad išmatuoto smegenų sričių aktyvumo negalima vienareikšmiškai priskirti funkcijai ar sutrikimui. Tik tuo atveju, jei anksčiau parengtas modelis yra teisingas, galima sėkmingai atlikti užduotį. Tačiau teisingą atskirų smegenų funkcijų modeliavimą galima pasiekti tik susiejus magnetoencefalografiją su kitais funkcinio tyrimo metodais. Šie metaboliniai funkciniai metodai yra funkciniai magnetinio rezonanso tomografija (fMRI), beveik infraraudonųjų spindulių spektroskopija (NIRS), pozitrono emisijos tomografija (PET), arba vieno fotono emisija kompiuterinė tomografija (SPECT). Tai vaizdavimo arba spektroskopinės technikos. Jų rezultatų derinys leidžia suprasti procesus, vykstančius atskirose smegenų srityse. Kitas MEG trūkumas yra didelė procedūros kaina. Šios išlaidos atsiranda dėl didelio skysčio helio kiekio, reikalingo superlaidumui palaikyti, magnetoencefalografijoje.
