Hiểu về chức năng Neuroimaging
Chụp cộng hưởng từ (MRI) đã cho các bác sĩ khả năng thu được những hình ảnh rất tốt về cấu trúc của não. Một kỹ thuật mới hơn được gọi là MRI chức năng có thể đi xa hơn nữa bằng cách gián tiếp đo hoạt động của não. Trong khi hầu hết thời gian kỹ thuật này chỉ được sử dụng trong các nghiên cứu, nó đang trở nên phổ biến hơn trong môi trường lâm sàng.
Bạn đã có thể đi qua hình ảnh được tạo ra bằng cách sử dụng chức năng MRI tại một số điểm.
Chúng cho thấy một bộ não với các khu vực màu mô tả các khu vực của não liên kết với một số chức năng như ngôn ngữ hoặc chuyển động. Những nghiên cứu này rất phổ biến: Hàng trăm bài báo khoa học sử dụng công nghệ này được xuất bản hàng tháng, nhiều trong số đó cũng được đề cập trong báo chí. Nhưng những hình ảnh này được tạo ra như thế nào và chúng thực sự đại diện cho những gì?
Cách hoạt động của MRI chức năng
MRI chức năng sử dụng tín hiệu đặc biệt được gọi là độ tương phản phụ thuộc vào nồng độ oxy trong máu (BOLD). Máu chảy qua não mang oxy trên các phân tử gọi là hemoglobin . Phân tử hemoglobin cũng mang sắt và do đó có tín hiệu từ. Nó chỉ ra rằng các phân tử hemoglobin có tính chất từ khác nhau khi chúng được gắn vào oxy hơn khi chúng không mang oxy, và sự khác biệt nhỏ này có thể được phát hiện với một máy MRI.
Khi một vùng não hoạt động nhiều hơn, ban đầu nó sử dụng rất nhiều oxy trong máu.
Ngay sau đó, não làm giãn mạch máu địa phương để phục hồi nguồn cung cấp oxy. Bộ não thậm chí có thể làm công việc này một chút quá tốt để máu nhiều oxy đi vào khu vực hơn so với những gì ban đầu được sử dụng. Máy MRI có thể phát hiện sự khác biệt về tín hiệu do sự gia tăng oxy trong máu.
Vì vậy, các nghiên cứu MRI chức năng không thực sự nhìn trực tiếp vào hoạt động của tế bào thần kinh, nhưng đang xem xét mức độ oxy trong máu thay đổi như thế nào và tương quan với hoạt động này để kích thích thần kinh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng giả định này thường đúng, mặc dù các bệnh như dị dạng mạch máu, khối u và thậm chí lão hóa bình thường có thể thay đổi mối quan hệ giữa hoạt động thần kinh và lưu lượng máu cục bộ dẫn đến tín hiệu BOLD.
Các bác sĩ có thể sử dụng MRI chức năng như thế nào?
Bởi vì nó là một công nghệ tương đối mới và bởi vì các kỹ thuật khác có thể trả lời các câu hỏi tương tự mà fMRI có thể, fMRI không thường được sử dụng trong các thiết lập lâm sàng hoặc bệnh viện. Tuy nhiên, nó có thể được sử dụng để giúp lập kế hoạch phẫu thuật não quan trọng. Ví dụ, nếu một bác sĩ giải phẫu thần kinh muốn loại bỏ một khối u não nằm gần các trung tâm ngôn ngữ của não, họ có thể yêu cầu một nghiên cứu về fMRI để giúp cho thấy chính xác khu vực nào của não có liên quan đến ngôn ngữ. Điều này giúp các bác sĩ giải phẫu thần kinh tránh làm hư hại những vùng đó trong khi thực hiện phẫu thuật. Tuy nhiên, việc sử dụng phổ biến nhất của fMRI là trong nghiên cứu y học.
Những loại nghiên cứu được thực hiện bằng cách sử dụng fMRI?
Có hai cách chính để sử dụng fMRI để hình dung chức năng não. Một phương pháp tập trung vào việc tìm kiếm các khu vực cụ thể của bộ não đáp ứng một số nhiệm vụ hoặc kích thích.
Ví dụ, người trong máy quét MRI có thể được hiển thị một bảng kiểm tra nhấp nháy tại một số điểm, và lần khác một màn hình trống. Họ có thể được yêu cầu nhấn nút bất cứ khi nào họ nhìn thấy bàn cờ chớp. Các tín hiệu trong nhiệm vụ sau đó sẽ được so sánh với tín hiệu khi nhiệm vụ không được thực hiện, và kết quả sẽ là một loại hình ảnh của những gì vùng não đã tham gia với nhìn thấy một bàn cờ nhấp nháy và sau đó đẩy một nút.
Có thể sử dụng fMRI khác để đánh giá mạng nơron. Điều này liên quan đến việc tìm ra những khu vực nào của não đang nói chuyện với nhau. Nếu một vùng não thường sáng lên cùng lúc với một vùng khác, hai vùng này của não có thể được kết nối.
Thậm chí không cần thực hiện nhiệm vụ nào để thực hiện loại nghiên cứu này. Vì lý do này, các nghiên cứu này đôi khi được gọi là chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng trạng thái nghỉ ngơi.
Thông tin đến từ các nghiên cứu MRI chức năng rất phức tạp và đòi hỏi nhiều phân tích thống kê để có ý nghĩa. Điều này ban đầu đã khiến nhiều người nghi ngờ kết quả của các nghiên cứu MRI chức năng, vì dường như có nhiều cơ hội có thể xảy ra cho lỗi trong phân tích. Tuy nhiên, khi cả hai nhà nghiên cứu và người đánh giá đã trở nên quen thuộc hơn với công nghệ mới, kết quả đang trở nên đáng tin cậy hơn và đáng tin cậy hơn.
Giữ gìn tương lai cho MRI chức năng?
Các nghiên cứu MRI chức năng đã cho thấy nhiều điều khác nhau về bộ não, ngoài việc xác nhận những gì chúng ta đã biết về các con đường thần kinh và nội địa hoá. Mặc dù khó có thể nói được liệu fMRI có thường được sử dụng trong môi trường lâm sàng hay không, tính phổ biến và hiệu quả của nó như một công cụ nghiên cứu cũng rất quan trọng đối với cả bác sĩ và giáo dân.
Nguồn:
Pressman P, Gitelman D. Chức năng MRI: Một mồi cho các cư dân thần kinh. Thần kinh học 2012 ngày 06 tháng 3, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. Chức năng MRI: Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng lâm sàng: Nhà xuất bản Oxford, Mỹ, 2006.