Kas ir fMRI?

FMRI iekārta ir liela, gultas izmēra, dārga medicīnas iekārta, kas rada lielus magnētiskos laukus. Šī iemesla dēļ cilvēki ar elektrokardiostimulatoriem tiek brīdināti netuvoties fMRI aparātiem. Pacientiem pirms ieiešanas mašīnā ir jānoņem metāla priekšmeti. Lai iekļūtu aparātā, pacients guļ uz horizontālas nestuvēm līdzīgas platformas, kas ieslīd cilindriskā dobumā. Pacients tiek magnētiski skenēts no visām pusēm un tiek izveidots reāllaika attēls, kas tiek nodots ārstiem tālākai analīzei.

FMRI iekārta darbojas, izmantojot magnētiskās rezonanses principu. Prakse agrāk bija pazīstama kā magnētiskās rezonanses tomogrāfs (MRT) vai kodolmagnētiskā rezonanse (NMR).

Magnētiskā rezonanse darbojas šādi. Jau vairāk nekā 100 gadus ir zināms, ka asinis plūst uz noteiktiem smadzeņu apgabaliem, kad šīs zonas ir aktīvas. Tas ir tāpēc, ka aktīvie neironi patērē vairāk asiņu nekā dīkstāvē esošie neironi. Sarkanās asins šūnas pārvadā vielu, ko sauc par hemoglobīnu, visā ķermenī, tostarp aktīvajos neironos. Kad neirons ir aktīvs, tas patērē vairāk skābekļa, ko tas saņem hemoglobīna veidā.

Hemoglobīns ir “skābekļa uzglabāšanas molekula”, kas spēj atbrīvot un absorbēt skābekli vairākas reizes. Sarkanās asins šūnas satur pietiekami daudz hemoglobīna, kas tiek piesātināts ar gaisu no plaušām, pēc tam tiek dezoksigenēts, kad šūnas tiek apgādātas ar skābekli. Ar skābekli bagātinātam un deoksigenētam hemoglobīnam ir dažādas magnētiskās īpašības.

Ar skābekli bagātināts hemoglobīns ir diamagnētisks, kas nozīmē, ka tas nedaudz atgrūž magnētisko lauku. Deoksigenēts hemoglobīns ir paramagnētisks, kas nozīmē, ka ārēja magnētiskā lauka iedarbība izraisa to, ka tas kļūst nedaudz magnētisks. Abi efekti ir nelieli, bet izmērāmi.

FMRI iekārta uztver hemoglobīna deoksigenāciju aktīvās nervu zonās. Tas notiek dažas sekundes pēc pašas nervu darbības. FMRI aparāti ir kritizēti kā zinātnisks instruments vairāku iemeslu dēļ, tostarp tāpēc, ka dažas fMRI interpretācijas teorijas nav falsificējamas un ka dažādas smadzeņu daļas var patērēt vairāk vai mazāk skābekļa, pat ja tās ir aptuveni tādā pašā aktivitātes līmenī. Neatkarīgi no tā, fMRI ir veiksmīgi izmantots gadiem ilgi, lai diagnosticētu dažādas smadzeņu problēmas. Tas ir izmantots arī psiholoģijā, lai pētītu, kuri uzdevumi aktivizē kādus smadzeņu apgabalus.