기능적 신경 영상 이해
자기 공명 영상 ( Magnetic Resonance Imaging , MRI)은 의사들에게 뇌의 구조에 대한 아주 좋은 이미지를 얻을 수있는 능력을 부여했습니다. 기능적 MRI로 알려진 새로운 기술은 간접적으로 뇌 활동을 측정함으로써 더 멀리 나아갈 수 있습니다. 대부분이 기술은 연구 연구에서만 사용되지만 임상 환경에서는 점점 더 보편화되고 있습니다.
어느 시점에서 기능성 MRI를 사용하여 만들어진 이미지를 보았을 것입니다.
그들은 언어 또는 움직임과 같은 일부 기능과 관련된 뇌 영역을 묘사 한 색상 영역이있는 뇌를 보여줍니다. 이 연구는 매우 인기가 있습니다.이 기술을 사용하는 수백 가지 과학 기사가 매달 발행되며 그 중 다수는 평신도 언론에서도 언급됩니다. 그러나이 이미지들은 어떻게 만들어졌으며, 실제로 어떤 이미지를 나타 냈습니까?
기능적 MRI의 작동 원리
기능적 MRI는 혈중 산소 농도 의존성 (BOLD) 대비라는 특별한 신호를 사용합니다. 뇌를 흐르는 혈액은 헤모글로빈 이라고 불리는 분자에 산소를 전달합니다. 헤모글로빈 분자는 철분을 운반하기 때문에 자기 신호를 가지고 있습니다. 헤모글로빈 분자는 산소를 운반하지 않을 때보 다 산소에 부착 될 때 서로 다른 자기 적 성질을 가지며,이 작은 차이는 MRI 기계로 감지 될 수 있습니다.
뇌 영역이보다 활발 해지면 처음에는 혈액에서 많은 산소를 소모합니다.
잠시 후 뇌는 산소 공급을 회복하기 위해 국소 혈관을 확장시킵니다. 두뇌는이 일을 조금 더 잘 수행하여 처음에는 사용 된 혈액보다 더 많은 산소가 들어간 혈액이 들어갈 수도 있습니다. MRI 기계는 혈액 산소의 증가로 인한 신호의 차이를 감지 할 수 있습니다.
따라서 기능적 MRI 연구는 실제로 직접적으로 신경 세포 활동을 보는 것이 아니라 혈액 산소 수준이 어떻게 변하는지를보고이 활동을 신경 발화와 관련 짓고 있습니다. 혈관 기형, 종양 , 심지어는 정상적인 노화와 같은 질병이 신경 활동과 국부 혈류와의 관계를 변화시켜 뚜렷한 신호를 유발할 수도 있지만 연구 결과에 따르면이 가정은 대개 정확하다고 나타났습니다.
의사는 기능적 MRI를 어떻게 사용할 수 있습니까?
그것은 상대적으로 새로운 기술이고 fMRI가 할 수있는 유사한 질문에 다른 기술이 대답 할 수 있기 때문에 fMRI는 임상 또는 병원 환경에서 일반적으로 사용되지 않습니다. 그러나 중요한 뇌 수술을 계획하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 신경 외과 의사가 뇌의 언어 센터에 가까운 뇌종양을 제거하기를 원한다면 fMRI 연구를 주문하여 뇌의 어떤 영역이 언어와 관련되어 있는지 정확하게 보여줄 수 있습니다. 이것은 신경 외과 의사가 수술을 수행하는 동안 그 지역을 손상시키지 않도록 도와줍니다. 그러나 fMRI의 가장 보편적 인 사용은 의학 연구에 있습니다.
fMRI를 사용한 연구의 유형은 무엇입니까?
뇌 기능을 시각화하기 위해 fMRI를 사용하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 특정 업무 또는 자극에 반응하는 뇌의 특정 영역을 찾는 데 중점을 둡니다.
예를 들어, MRI 스캐너의 사람이 깜박이는 바둑판을 보일 수도 있고 그렇지 않은 경우 빈 화면이 나타날 수도 있습니다. 깜박이는 바둑판이 보일 때마다 단추를 누르라는 요청을받을 수 있습니다. 작업 중 신호는 작업이 완료되지 않을 때 신호와 비교되며 결과는 깜박이는 체커 보드를보고 버튼을 누르는 것과 관련된 두뇌 영역의 종류와 같은 그림이됩니다.
fMRI를 사용할 수있는 다른 방법은 신경망을 평가하는 것입니다. 이것은 뇌의 어떤 부분이 서로 이야기하고 있는지를 파악하는 것과 관련이 있습니다. 두뇌의 한 영역이 다른 영역과 동시에 동시에 켜지면 두 영역의 두 영역이 연결될 수 있습니다.
이러한 종류의 연구를 수행하기 위해 어떤 작업도 필요하지 않을 수 있습니다. 이러한 이유로, 이러한 연구는 때로는 휴식 상태 기능 자기 공명 영상이라고합니다.
기능적 MRI 연구에서 오는 정보는 매우 복잡하며 의미있는 통계 분석이 많이 필요합니다. 처음에는 많은 사람들이 기능적 MRI 연구의 결과를 불신하게 만들었습니다. 분석에서 오류가 발생할 가능성이 많았던 것처럼 보였습니다. 그러나 연구원과 검토자가 모두 새로운 기술에 익숙해 짐에 따라 결과는 더욱 신뢰할 수 있고 신뢰할 수있게되었습니다.
기능적 MRI의 미래는 무엇입니까?
기능적 MRI 연구는 이미 뇌에 대해 여러 가지 다른 것들을 보여 주었고, 우리가 이미 신경 경로와 지방화에 대해 알고있는 것을 확인했습니다. fMRI가 임상 환경에서 흔히 사용되는지 여부를 밝히기는 어렵지만, 연구 도구로서의 인기와 효율성 만이 의사와 평신도가이 도구의 작동 방식에 대한 기본적인 이해를하는 것이 중요합니다.
출처 :
Pressman P, Gitelman D. 기능적 MRI : 신경계 거주자를위한 뇌관. 신경과 2012 년 3 월 6 일, 78 (10) e68-e71
Faro SH, Mohamed FB, Haughton V. 기능적 MRI : 기본 원리 및 임상 적용 : Oxford Univrsity Press, USA, 2006.