كيف يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي؟

فهم التصور العصبي الوظيفي

أعطى التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) للأطباء القدرة على الحصول على صور جيدة جداً لهياكل الدماغ. ويمكن لأحدث تقنية تعرف باسم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي أن تذهب أبعد من ذلك عن طريق قياس نشاط الدماغ بشكل غير مباشر. في حين أن التقنية تستخدم في معظم الأحيان فقط في الدراسات البحثية ، إلا أنها أصبحت أكثر شيوعًا في البيئة السريرية.

ربما تأتي عبر الصور التي تم إنشاؤها باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في مرحلة ما.

فهي تظهر دماغًا ذو مناطق ملونة يصور مناطق من الدماغ مرتبطة ببعض الوظائف مثل اللغة أو الحركة. هذه الدراسات تحظى بشعبية كبيرة: يتم نشر مئات المقالات العلمية باستخدام هذه التكنولوجيا كل شهر ، وكثير منها مذكور أيضا في الصحافة. ولكن كيف يتم صنع هذه الصور ، وماذا يمثلون في الواقع؟

كيف يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي

يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي إشارة خاصة تسمى تباين مستوى الأكسجين في الدم (BOLD). يحمل الدم المتدفق عبر الدماغ الأكسجين على جزيئات تسمى الهيموجلوبين . وتحمل جزيئات الهيموغلوبين الحديد أيضًا ، وبالتالي تحتوي على إشارة مغناطيسية. تبين أن جزيئات الهيموجلوبين لها خصائص مغناطيسية مختلفة عندما تكون مرتبطة بالأكسجين مما هي عليه عندما لا تحمل الأكسجين ، ويمكن الكشف عن هذا الاختلاف الصغير باستخدام جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي.

عندما تكون منطقة الدماغ أكثر نشاطًا ، فإنها في البداية تستهلك الكثير من الأكسجين في الدم.

بعد فترة وجيزة ، يوسع الدماغ الأوعية الدموية المحلية من أجل استعادة إمدادات الأوكسجين. حتى أن الدماغ قد يقوم بهذا العمل بشكل جيد للغاية بحيث يذهب المزيد من الدم المؤكسج إلى المنطقة أكثر مما كان يستخدم في البداية. تستطيع آلة التصوير بالرنين المغناطيسي اكتشاف الفرق في الإشارة الناتج عن هذه الزيادة في الأكسجين في الدم.

لذا لا تبحث دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية في الواقع عن نشاط الخلايا العصبية بشكل مباشر ، ولكنها تبحث في كيفية تغير مستويات الأكسجين في الدم وتربط هذا النشاط بالأعصاب. وقد أظهرت الدراسات أن هذا الافتراض صحيح عادة ، على الرغم من أن أمراض مثل تشوهات الأوعية الدموية والأورام وحتى الشيخوخة الطبيعية يمكن أن تغير العلاقة بين النشاط العصبي وتدفق الدم المحلي الذي ينتج إشارة BOLD.

كيف يمكن للأطباء استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي؟

لأنها تقنية أحدث نسبياً ولأن التقنيات الأخرى يمكن أن تجيب على أسئلة مشابهة يمكن أن يستعملها الرنين المغناطيسي الوظيفي ، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لا يستخدم عادة في الإعدادات الطبية أو المستشفيات. ومع ذلك ، يمكن استخدامه للمساعدة في تخطيط جراحات الدماغ الهامة. على سبيل المثال ، إذا أراد جراحي الأعصاب إزالة ورم دماغي يقترب من مراكز اللغة في الدماغ ، فقد يأمر بإجراء دراسة الرنين المغناطيسي الوظيفي للمساعدة في إظهار ما هي المناطق التي يتعامل فيها الدماغ مع اللغة. وهذا يساعد جراح الأعصاب على تجنب إتلاف هذه المناطق أثناء إجراء الجراحة. ومع ذلك ، فإن الاستخدام الأكثر شيوعا من الرنين المغناطيسي الوظيفي هو في البحوث الطبية.

ما هي أنواع البحوث هل تم استخدام fMRI؟

هناك طريقتان رئيسيتان لاستخدام fMRI لتصور وظيفة المخ. تركز إحدى الطرق على إيجاد مناطق معينة من الدماغ تستجيب لبعض المهام أو المحفزات.

على سبيل المثال ، قد يظهر الشخص الموجود في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي على لوحة معلقة وامضة في بعض النقاط ، وفي أحيان أخرى شاشة فارغة. قد يطلب منهم الضغط على زر كلما رأوا رقعة الشطرنج وامض. بعد ذلك سيتم مقارنة الإشارة أثناء المهمة بالإشارة عندما لا يتم تنفيذ المهمة ، وستكون النتيجة نوعًا من الصور لما كانت المناطق الدماغية متورطة في رؤية لوحة تحكم وامضة ثم الضغط على زر.

الطريقة الأخرى يمكن أن تستخدم fMRI لتقييم الشبكات العصبية. يتضمن ذلك معرفة مناطق الدماغ التي تتحدث مع بعضها البعض. إذا كانت إحدى مناطق الدماغ تضيء عادة في نفس الوقت الذي تضيء فيه منطقة أخرى ، فقد تكون هاتان المنطقتان في الدماغ متصلين.

قد تكون هناك حاجة حتى مهمة من أجل القيام بهذا النوع من الدراسة. لهذا السبب ، تسمى هذه الدراسات أحيانًا بالاستراحة الرنينية الوظيفية الوظيفية.

المعلومات التي تأتي من دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي معقدة للغاية وتتطلب الكثير من التحليل الإحصائي ليكون ذا مغزى. قاد هذا في البداية العديد من الناس إلى عدم الثقة بنتائج دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية ، حيث بدا أن هناك العديد من الفرص المحتملة للخطأ في التحليل. ومع ذلك ، نظرًا لأن الباحثين والمراجعين أصبحوا أكثر دراية بالتكنولوجيا الجديدة ، أصبحت النتائج أكثر ثقة وجدارة بالثقة.

ماذا يحمل المستقبل للحصول على التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي؟

لقد أظهرت دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية العديد من الأشياء المختلفة حول الدماغ ، بالإضافة إلى تأكيد ما كنا نعرفه بالفعل حول المسارات العصبية والتوطين. في حين أنه من الصعب القول ما إذا كان الرنين المغناطيسي الوظيفي سيستخدم بشكل شائع في بيئة سريرية ، فإن شعبيته وفعاليته كأداة بحث فقط تجعل من المهم بالنسبة لكل من الأطباء والأشخاص العاديين فهم أساسي لكيفية عمل هذه الأداة.

_مصادر:

_{Pressman P ، Gitelman دال التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي: وهو التمهيدي لسكان الأعصاب. Neurology 2012 March 06، 78 (10) e68-e71}

_{Faro SH، Mohamed FB، Haughton V. Functional MRI: Basic Principle and Clinical Applications: Oxford Univrsity Press، USA، 2006.}