Cervello Metodi di ricerca : MRI

La risonanza magnetica ( MRI) permette ai ricercatori di prendere ad alta risoluzione immagini 2D e 3D dell'interno del corpo umano , senza procedure mediche invasive . MRI offre un contrasto superiore nei tessuti molli rispetto ad altre tecniche di imaging come la tomografia computerizzata e quindi può essere utilizzato per identificare danni strutturali nel cervello la cui patologia può comportare funzione . Oltre alle immagini strutturali , risonanza magnetica funzionale può indirettamente monitorare lo stato di attivazione del cervello , che permette ai ricercatori di localizzare i tessuti sottostanti alcuni processi cognitivi . Teoria

MRI lavori a causa di interazioni tra più campi magnetici . Il corpo umano è composto principalmente da acqua , e gli atomi di idrogeno in ciascuna molecola di acqua hanno ciascuno un dipolo magnetico , una misura della forza e la direzione del campo magnetico di ciascun atomo . Lo scanner utilizza un campo magnetico in piedi per allineare questi dipoli . Quindi esso pulsa un campo magnetico a radiofrequenza per alterare l'allineamento , ed i dipoli rotanti generano un segnale che lo scanner può interpretare come immagine 2D o 3D dell'interno del corpo umano .
Segnale BOLD

l'acqua non è l' unico materiale magneticamente risonante nel corpo umano . Cellule del sangue contengono emoglobina , una proteina ricca di ferro che si lega all'ossigeno . Quando l'emoglobina è deoxygenated , i suoi dipoli si allineano con i campi magnetici , ma quando è deossigenato , i suoi dipoli oppongono campi magnetici . Come i neuroni diventano più attivi , hanno bisogno di un aumento del volume di emoglobina ossigenata , e la variazione conseguente dipoli magnetici si chiama segnale di livello di ossigeno nel sangue dipendente ( BOLD ) . Monitoraggio del segnale BOLD per monitorare indirettamente attività neurale si chiama risonanza magnetica funzionale , o fMRI .
Ricerca

Tradizionale MRI strutturale utilizza più impulsi di radiofrequenza magnetico campo per produrre immagini ad alta risoluzione dei tessuti molli del cervello . E ' in grado di identificare con precisione i danni ai tessuti quando un paziente presenta un disturbo del comportamento inspiegabile , e la correlazione dei due può portare a una dimostrazione più rigorosa di un nesso di causalità .
Immagini

fMRI sono prese ogni due o tre secondi e così sono la risoluzione leggermente inferiore . Le immagini più veloci permettono ai ricercatori di monitorare il consumo di ossigeno del cervello, mentre i volontari svolgono compiti . Questi dati possono dimostrare un rapporto più forte tra struttura e funzione del cervello che può essere dedotta dalla risonanza magnetica strutturale .
Limitazioni

I cambiamenti nel flusso di sangue ossigenato che sottendono la BOLD segnale di misura il fabbisogno energetico di grandi piscine di neuroni . Ciò significa che il segnale BOLD è una misura indiretta dell'attività neurale , e può essere utilizzato solo per inferire la correlazione e non causalità . fMRI ha anche una bassa risoluzione temporale perché la risposta vascolare si verifica su una scala temporale più lungo di attività neurale , e le due o tre secondi per ogni immagine fMRI sono ancora più lento . Di conseguenza , fMRI è più adatto alla ricerca domande sulla localizzazione di attività cerebrale sostenuta .
Attenzione

Il campo magnetico permanente utilizzato per fMRI può essere 60.000 volte la forza del campo magnetico terrestre , e può essere molto pericoloso . Oggetti ferromagnetici come bombole di ossigeno ed estintori possono diventare proiettili mortali quando ha portato troppo vicino allo scanner . Anche gli impianti come clip per aneurisma o trucioli metallici che accidentalmente entrano nel corpo sono interessati e possono causare significativi danni fisici. Scanner MRI sono generalmente supportati da tecnici di sicurezza certificata , ed è importante attenersi scrupolosamente ai protocolli di sicurezza nel corso della ricerca .