Badanie fMRI, czyli funkcjonalny rezonans magnetyczny. Na czym polega badanie aktywności mózgu?

Badanie fMRI, czyli funkcjonalny rezonans magnetyczny, to stosunkowo nowe badanie aktywności mózgu. Badanie fMRI pozawala m.in. dokładnie ocenić rodzaj nowotworu, szybko zdiagnozować stwardnienie rozsiane i chorobę Alzheimera, a także wyjaśnić zagadkę ludzkiego umysłu, jaką jest ból fantomowy u pacjentów z amputowanymi kończynami. Na czym polega i jak przebiega badanie fMRI?

Spis treści

1. Badanie fMRI - na czym polega funkcjonalny rezonans magnetyczny?
2. Jak wygląda badanie fMRI?
3. Jak przygotować się do badania?
4. Przeciwwskazania do wykonania zabiegu

Badanie fMRI, czyli funkcjonalny rezonans magnetyczny to nieinwazyjna metoda obrazowania aktywności ludzkiego mózgu podczas normalnego funkcjonowania, przy wykorzystaniu zjawiska zmiany poziomu utlenowania krwi.

Badanie fMRI wykorzystuje fakt, że czynność mózgu jest procesem elektrycznym. Wzmożona czynność elektryczna mózgu, a konkretnie większa aktywność neuronów, zwiększa zapotrzebowanie na energię, czyli na tlen i glukozę. Konsekwencją tego procesu jest wzmożony przepływ krwi przez obszar mózgu o zwiększonej aktywności neuronalnej. Działanie fMRI polega na rejestrowaniu czynności komórek nerwowych i wykrywaniu zmian w utlenowaniu krwi i jej przepływie.

Badanie fMRI - na czym polega funkcjonalny rezonans magnetyczny?

Rezonans strukturalny opiera się na magnetycznych właściwościach atomów, z których zbudowane są komórki ciała. Gdy atomy zostają umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym, są poddane impulsowi elektromagnetycznemu o częstotliwości fal radiowych. W konsekwencji zostają zapoczątkowane procesy fizyczne, dzięki którym jądra atomów zostają namagnesowane i same stają się źródłem pola elektromagnetycznego. Emitowana przez nie energia jest odbierana przez komputer, podawana analizie i przetwarzana na obraz. Należy przy tym wspomnieć, że atomy komórek posiadają różne właściwości magnetyczne, w związku z tym każdy z nich zwraca sygnał o innym natężeniu. Dzięki temu możliwe jest odróżnienie od siebie różnych tkanek - tych zdrowych i patologicznie zmienionych.

W rezonansie funkcjonalnym źródłem sygnału są atomy tlenu we krwi przenoszone przez hemoglobinę. Krew natlenowana (oxyhemoglobina), czyli ta przepływająca przez bardziej aktywne miejsca w mózgu, wykazuje inne właściwości magnetyczne niż krew pozbawiona tlenu (dezoksyhemoglobina). Stąd różnica między sygnałem wysyłanym przez obszary aktywne a nieaktywne. W terminologii medycznej zależność intensywności sygnału MRI od poziomu utlenienia krwi nosi nazwę BOLD (blood oxygen level dependent).

Jak wygląda badanie fMRI?

Osoba badana leżąca w skanerze wykonuje jakieś proste zadania poznawcze i percepcyjne, które związane są z odpowiednią pracą mózgu, np. mówienie, zapamiętywanie czy poruszanie ręką. Jeżeli w danej okolicy neurony intensywnie pracują, wzrasta tam lokalny przepływ krwi i zmienia się stężenie tlenu. Lokalne zmiany w stężeniu tlenu i związane z tym zmiany w stężeniu deoksyhemoglobiny są uwidaczniane w zmianach sygnału BOLD. Sygnał ten jest odczytywany i tłumaczony na język obrazu komputerowego. W ten sposób powstaje utlenowana mapa mózgu.

Jak przygotować się do badania?

Przed badaniem należy zdjąć wszystkie przedmioty z elementami metalowymi (paski, biżuteria, zegarki) a także te mniej oczywiste, jak np. plaster nikotynowy.

Przeciwwskazania do wykonania zabiegu

• posiadanie rozrusznika serca, implantu stawu biodrowego, klipsa tętniaków, śruby w kościach lub innego implantu chirurgicznego wykonanego z ferromagnetyków
• klaustrofobia
• problemy z kręgosłupem, które uniemożliwiają pozostać w bezruchu pozycji leżącej przez okres do 90 minut
• ciąża
• tatuaż z pigmentem zawierającym tlenek żelaza

Monika Majewska