Magnetic Resonance Imaging (MRI) telah memberi doktor kemampuan untuk mendapatkan gambaran struktur otak yang sangat baik. Teknik baru yang dikenali sebagai MRI berfungsi dapat melangkah lebih jauh dengan mengukur aktiviti otak secara tidak langsung. Walaupun sebagian besar teknik ini hanya digunakan dalam kajian penyelidikan, teknik ini menjadi lebih umum dalam keadaan klinikal.
Anda mungkin pernah menemui gambar yang dibuat menggunakan MRI berfungsi pada satu ketika. Mereka menunjukkan otak dengan kawasan berwarna yang menggambarkan kawasan otak yang berkaitan dengan beberapa fungsi seperti bahasa atau pergerakan. Kajian-kajian ini sangat popular: Ratusan artikel ilmiah menggunakan teknologi ini diterbitkan setiap bulan, banyak di antaranya juga disebutkan dalam media awam. Tetapi bagaimana gambar-gambar ini dibuat, dan apa sebenarnya yang mereka gambarkan?
Matthew Simmons / Stringer / Getty Images
Bagaimana MRI Berfungsi
MRI fungsional menggunakan isyarat khas yang disebut kontras tahap oksigen darah (BOLD). Darah yang mengalir melalui otak membawa oksigen pada molekul yang disebut hemoglobin. Molekul hemoglobin juga membawa besi dan oleh itu mempunyai isyarat magnetik. Ternyata molekul hemoglobin mempunyai sifat magnet yang berbeza ketika melekat pada oksigen daripada ketika mereka tidak membawa oksigen, dan perbezaan kecil ini dapat dikesan dengan mesin MRI.
Apabila kawasan otak lebih aktif, pada mulanya ia menghabiskan banyak oksigen dalam darah. Tidak lama kemudian, otak melebarkan saluran darah tempatan untuk memulihkan bekalan oksigen. Otak mungkin melakukan tugas ini dengan terlalu sedikit sehingga lebih banyak darah beroksigen masuk ke kawasan itu daripada yang digunakan pada mulanya. Mesin MRI dapat mengesan perbezaan isyarat yang disebabkan oleh peningkatan oksigen darah ini.
Oleh itu, kajian MRI berfungsi sebenarnya tidak melihat aktiviti neuron secara langsung, tetapi melihat bagaimana tahap oksigen darah berubah dan mengaitkan aktiviti ini dengan penembakan saraf. Kajian menunjukkan bahawa anggapan ini biasanya betul, walaupun penyakit seperti malformasi vaskular, tumor, dan bahkan penuaan normal dapat mengubah hubungan antara aktiviti saraf dan aliran darah tempatan yang menghasilkan isyarat BOLD.
Bagaimana Doktor Menggunakan MRI Berfungsi
Oleh kerana ia adalah teknologi yang lebih baru dan kerana teknik lain dapat menjawab soalan serupa yang boleh dilakukan oleh fMRI, fMRI tidak biasa digunakan dalam keadaan klinik atau hospital. Walau bagaimanapun, ia boleh digunakan untuk membantu merancang pembedahan otak yang penting. Sebagai contoh, jika pakar bedah saraf ingin membuang tumor otak yang terletak berdekatan dengan pusat bahasa otak, mereka boleh memerintahkan kajian fMRI untuk membantu menunjukkan dengan tepat bidang otak apa yang terlibat dengan bahasa. Ini membantu pakar bedah saraf mengelakkan kerosakan kawasan tersebut semasa melakukan pembedahan. Walau bagaimanapun, penggunaan fMRI yang paling biasa adalah dalam penyelidikan perubatan.
Jenis Penyelidikan Yang Dilakukan Menggunakan fMRI
Terdapat dua cara utama menggunakan fMRI untuk memvisualisasikan fungsi otak. Satu kaedah memberi tumpuan kepada mencari kawasan otak tertentu yang bertindak balas terhadap beberapa tugas atau rangsangan. Sebagai contoh, orang dalam pengimbas MRI mungkin ditunjukkan papan tanda yang berkelip di beberapa titik, dan kadang-kadang skrin kosong. Mereka mungkin diminta untuk menekan butang setiap kali mereka melihat papan tanda yang berkedip. Isyarat semasa tugas kemudian akan dibandingkan dengan isyarat ketika tugas itu tidak dilakukan, dan hasilnya akan menjadi semacam gambaran tentang kawasan otak yang terlibat dengan melihat papan tanda yang berkedip dan kemudian menekan butang.
Cara lain yang boleh digunakan fMRI adalah untuk menilai rangkaian saraf. Ini melibatkan mengetahui bahagian otak yang saling bercakap antara satu sama lain. Sekiranya satu kawasan otak biasanya menyala bersamaan dengan kawasan yang lain, kedua-dua kawasan otak ini mungkin bersambung. Tidak mungkin ada tugas yang diperlukan untuk melakukan kajian seperti ini. Atas sebab ini, kajian ini kadang-kadang dipanggil pengimejan resonans magnetik fungsional keadaan rehat.
Maklumat yang berasal dari kajian MRI berfungsi sangat rumit dan memerlukan banyak analisis statistik untuk menjadi bermakna. Ini pada awalnya menyebabkan banyak orang tidak mempercayai hasil kajian MRI fungsional, kerana nampaknya ada banyak kemungkinan kemungkinan kesalahan dalam analisis. Walau bagaimanapun, kerana kedua-dua penyelidik dan pengulas telah menjadi lebih biasa dengan teknologi baru, hasilnya menjadi lebih dipercayai dan boleh dipercayai.
Apa Masa Depan
Kajian MRI yang berfungsi telah menunjukkan banyak perkara yang berbeza mengenai otak, selain untuk mengesahkan apa yang telah kita ketahui mengenai jalan saraf dan penyetempatan. Walaupun sukar untuk mengatakan apakah fMRI akan selalu digunakan dalam keadaan klinikal, popularitas dan keberkesanannya sebagai alat penyelidikan sahaja menjadikan kedua-dua doktor dan orang awam mempunyai pemahaman asas tentang bagaimana alat ini berfungsi.
