Magnetoencefalogrāfija pārbauda magnētisko aktivitāti smadzenes. Kopā ar citām metodēm to izmanto, lai modelētu smadzenes funkcijas. Šo paņēmienu galvenokārt izmanto pētījumos un sarežģītu neiroķirurģisko procedūru plānošanai smadzenes.
Kas ir magnetoencefalogrāfija?
Magnetoencefalogrāfija pēta smadzeņu magnētisko aktivitāti. Paralēli citām metodēm to izmanto smadzeņu darbības modelēšanai. Magnetoencefalogrāfija, kas pazīstama arī kā MEG, ir pārbaudes metode, kas nosaka smadzeņu magnētisko aktivitāti. Šajā procesā mērījumus veic ārējie sensori, ko sauc par SQUID. Kalmāri darbojas, pamatojoties uz supravadītājspolēm un var reģistrēt mazākās magnētiskā lauka izmaiņas. Supravadītājam nepieciešama temperatūra, kas ir tuvu absolūtai nullei. Šādu dzesēšanu var panākt tikai ar šķidru hēliju. Magnetoencefalogrāfi ir ļoti dārgas ierīces, jo īpaši tāpēc, ka to darbībai ik mēnesi ir nepieciešami aptuveni 400 litri šķidrā hēlija. Šīs tehnoloģijas galvenā izmantošanas joma ir pētniecība. Pētījuma tēmas ir, piemēram, dažādu smadzeņu zonu sinhronizācijas precizēšana kustību secību laikā vai trīce. Turklāt magnetoencefalogrāfiju izmanto arī, lai identificētu smadzeņu zonu, kas ir atbildīga par tagadni epilepsija.
Funkcija, ietekme un mērķi
Magnetoencefalogrāfiju izmanto, lai izmērītu mazo magnētiskā lauka izmaiņas, kas rodas smadzeņu neironu darbības laikā. Stimula pārraides laikā elektriskās strāvas tiek ierosinātas neironos. Katra elektriskā strāva rada magnētisko lauku. Šajā procesā aktivitātes modeli veido atšķirīgā nervu šūnu darbība. Pastāv tipiski darbības modeļi, kas raksturo atsevišķu smadzeņu zonu darbību dažādu darbību laikā. Slimību klātbūtnē tomēr var rasties novirzes. Šīs novirzes magnetoencefalogrāfijā tiek noteiktas ar nelielām magnētiskā lauka izmaiņām. Šajā procesā smadzeņu magnētiskie signāli rada elektrisko spriegumu magnetoencefalogrāfa spolēs, kas tiek ierakstīti kā mērījumu dati. Magnētiskie signāli smadzenēs ir ārkārtīgi mazi, salīdzinot ar ārējiem magnētiskajiem laukiem. Tie ir dažu femtotesla diapazonā. Zemes magnētiskais lauks jau ir 100 miljonus reižu spēcīgāks par smadzeņu viļņu radītajiem laukiem. Tas parāda magnetoencefalogrāfa izaicinājumus pasargāt viņus no ārējiem magnētiskajiem laukiem. Tāpēc magnetoencefalogrāfs parasti tiek uzstādīts elektromagnētiski aizsargātā salonā. Tur tiek vājināta dažādu elektriski darbināmu objektu zemfrekvences lauku ietekme. Turklāt šī ekranēšanas kamera aizsargā pret elektromagnētiskais starojums. Ekrāna fiziskā principa pamatā ir arī tas, ka ārējiem magnētiskajiem laukiem nav tik lielas telpiskās atkarības kā smadzeņu radītajiem magnētiskajiem laukiem. Tādējādi smadzeņu magnētisko signālu intensitāte kvadrātiski samazinās ar attālumu. Laukus ar mazāku telpisko atkarību var nomākt ar magnetoencefalogrāfa spoles sistēmu. Tas attiecas arī uz sirdsdarbības magnētiskajiem signāliem. Lai gan zemes magnētiskais lauks ir salīdzinoši spēcīgs, tas arī nerada traucējošu ietekmi uz mērījumu. Tas izriet no tā, ka tas ir ļoti nemainīgs. Tikai tad, kad magnetoencefalogrāfs tiek pakļauts spēcīgām mehāniskām vibrācijām, zemes magnētiskā lauka ietekme kļūst pamanāma. Magnetoencefalogrāfs bez jebkādas kavēšanās spēj reģistrēt smadzeņu kopējo aktivitāti. Mūsdienu magnetoencefalogrāfos ir līdz 300 sensoriem. Viņiem ir ķiverei līdzīgs izskats un tie ir novietoti uz vadītājs mērīšanai. Magnetoencefalogrāfus iedala magnetometros un gradiometros. Kamēr magnetometriem ir viena uztīšanas spole, gradiometros ir divas uztveršanas spoles, kas izvietotas 1.5–8 cm attālumā viens no otra. Tāpat kā ekranēšanas kamera, abas spoles ietekmē magnētiskos laukus ar zemu telpisko atkarību nomāc jau pirms mērīšanas. Sensoru jomā jau ir jauni sasniegumi. Piemēram, ir izstrādāti miniatūri sensori, kas var darboties arī istabas temperatūrā un izmērīt magnētiskā lauka stiprumu līdz vienai picoteslai. Svarīgas magnetoencefalogrāfijas priekšrocības ir tā augstā laika un telpas izšķirtspēja. Tādējādi laika izšķirtspēja ir labāka par vienu milisekundi. Citas magnetoencefalogrāfijas priekšrocības salīdzinājumā ar EEG (elektroencefalogrāfija) ir tā lietošanas ērtums un skaitliski vienkāršāka modelēšana.
Riski, blakusparādības un bīstamība
Nē veselība sagaidāmas problēmas, lietojot magnetoencefalogrāfiju. Procedūru var izmantot bez riska. Tomēr jāatzīmē, ka metāla daļas uz ķermeņa vai tetovējumi ar metālu saturošiem krāsu pigmentiem varētu ietekmēt mērījumu rezultātus mērīšanas laikā. Papildus dažām priekšrocībām salīdzinājumā ar EEG (elektroencefalogrāfija) un citām smadzeņu darbības pārbaudes metodēm, tam ir arī trūkumi. Lielais laiks un telpiskā izšķirtspēja nepārprotami izrādās priekšrocība. Turklāt tā ir neinvazīva neiroloģiskās izmeklēšanas metode. Tomēr lielākais trūkums ir apgrieztās problēmas neatkārtojamība. Apgrieztajā problēmā rezultāts ir zināms. Tomēr cēlonis, kas noveda pie šī rezultāta, lielākoties nav zināms. Attiecībā uz magnetoencefalogrāfiju šis fakts nozīmē, ka izmērīto smadzeņu zonu aktivitāti nevar viennozīmīgi attiecināt uz funkciju vai traucējumiem. Tikai tad, ja iepriekš izstrādātais modelis ir pareizs, veiksmīgs uzdevums ir iespējams. Tomēr pareizu atsevišķu smadzeņu funkciju modelēšanu var panākt, tikai savienojot magnetoencefalogrāfiju ar citām funkcionālās pārbaudes metodēm. Šīs metaboliskās funkcionālās metodes ir funkcionālas magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (fMRI), gandrīz infrasarkano staru spektroskopija (NIRS), pozitronu emisijas tomogrāfija (PET) vai viena fotona emisija datortomogrāfija (SPECT). Tās ir attēlveidošanas vai spektroskopiskas metodes. To rezultātu apvienojums ļauj izprast procesus, kas notiek atsevišķās smadzeņu zonās. Vēl viens MEG trūkums ir procedūras augstās izmaksas. Šīs izmaksas rodas, izmantojot lielu daudzumu šķidrā hēlija, kas nepieciešams magnetoencefalogrāfijā, lai uzturētu supravadītspēju.
