pochopení lidského myšlení a chování může mít mnoho přístupů, ale abyste skutečně pochopili, jak mozek funguje, musíte se do něj podívat. Nemusí to být tak hrozné, jak to zní, protože mnoho metod zobrazování mozku je dnes zcela neinvazivní.
níže projdeme nejčastějšími technikami zobrazování mozku-EEG a (f)MRI, abychom zjistili, jak fungují a jak porovnávají, při pohledu na výhody a nevýhody každého z nich.
co je EEG?,
EEG (elektroencefalografie) měří elektrickou aktivitu našeho mozku pomocí elektrod, které jsou umístěny na pokožce hlavy. Z měření povrchu nám říká, jak aktivní je mozek.
to může být užitečné pro rychlé určení toho, jak se mozková aktivita může měnit v reakci na podněty, a může být také užitečné pro měření abnormální aktivity, jako je epilepsie .
jak EEG funguje?,
mozek je elektrický systém – všechny naše myšlenky (vědomé či jinak) jsou generovány prostřednictvím sítě neuronů, které vysílají signály k sobě s pomocí elektrické proudy. Čím více elektrických signálů, tím více neuronální komunikace, což odpovídá větší mozkové aktivitě.
elektrody EEG headset nemůže detekovat změny v jednotlivých neuronů, ale místo toho detekovat elektrické změny tisíců neuronů signalizace zároveň.
signál z elektrod je pak odeslán do zesilovače, který (zde žádné překvapení) zesiluje signál., Počítač pak přijímá tento signál a může generovat různé mapy mozkové aktivity s rychlým časovým rozlišením.
nevýhoda pro EEG je prostorové rozlišení – jako elektrody měří elektrická aktivita na povrchu mozku, je obtížné zjistit, zda signál byl vyroben v blízkosti povrchu (v kůře), nebo z hlubší oblasti.
existují výpočty, které lze použít, které se snaží obejít toto omezení (např.), ale zůstává výzvou pro výzkum EEG.
podívejte se: co je EEG a jak to funguje
co je MRI?,
MRI (magnetická rezonance) poskytuje mapu mozku-jak to vypadá v nastaveném okamžiku v čase.
tato strukturální informace může být užitečná pro určení toho, jak se velikosti určitých oblastí mozku porovnávají mezi lidmi, nebo pokud je na konkrétním mozku něco abnormálního (například nádor).
jak MRI funguje?
MRI je komplexní zobrazovací metodika, ale pokusíme se vám poskytnout přehled zde.,
jak název napovídá, magnety jsou ústředním bodem zobrazování magnetickou rezonancí, ale o něco silnější – zhruba 1 000 až 3 000krát silnější než průměrný magnet na ledničku.
magnetické pole MR interaguje s protony v našem atomy vodíku (to je samozřejmě docela šikovný, že jsme 70% vody – existuje spousta atomů vodíku pro magnet ovlivnit).
Obvykle, tyto protony jsou čelí v náhodných směrech, ale magnetické pole je významná část z nich sladit ve stejném směru., Takže ležíme ve stroji MRI a protony v atomech vodíku (které jsou ve vodě v našem těle) většinou směřují stejným způsobem. Fuj.
pro další krok je vysílán rádiový puls (stejně jako normální rádiový signál, mnohem rychlejší). To také interaguje s protony a v podstatě je otáčí na stranu. Ale, jako vysokofrekvenční děje jen na chvíli, protony uvolnit zpět do jejich souladu.
to je rozhodující bit – jak se protony uvolňují, uvolňuje se energie, kterou mohou detekovat senzory ve stroji MRI., Prostřednictvím některých výpočtů (které jsou mimo rozsah tohoto blogu, ale viz zde:) může počítač určit, jak tkáň vypadala, v závislosti na této energii, která je uvolněna, a ukázat nám obraz tkáně.
MRI nám samozřejmě ukazuje pouze statický obraz mozku-anatomický obraz, nikoli skutečnou aktivitu mozku. Tak jak můžeme získat obraz mozkové aktivity? Tady přichází fMRI.
a co fMRI?
Pokud chci pohybovat pravou rukou, musí se stát pár věcí., Určitá část mého mozku zvýší svou aktivitu, aby poslala zprávu k dokončení této akce,a tato oblast mozku dostane stále více krve bohaté na kyslík.
pro fMRI se dějí stejné věci jako u MRI-měří se energie vyzařovaná z relaxace protonů-ale výpočty jsou namísto toho zaměřeny na určení toho, jak se mění množství okysličeného průtoku krve.
Pokud je v jedné části mozku více okysličené krve ve srovnání s ostatními, je pravděpodobné, že tato oblast mozku je aktivnější ., Toto je známé jako odpověď závislá na hladině kyslíku v krvi (jinak známá jako BOLD).
toto jsou data, která vidíme s fMRI, často vizualizovaná přes obraz MRI.
jednou nevýhodou fMRI je časové rozlišení. Protože změna průtoku krve trvá několik sekund a skutečný záznam je omezen výpočetními faktory, sběr dat se zpomaluje.
to často znamená, že účastníci jsou vystaveni podnětům vícekrát a pokaždé se zaznamenávají různé časové body jejich mozkové odpovědi (např., odpověď je zaznamenána při nástupu podnětů poprvé, 10ms po nástupu podnětu podruhé a tak dále) .
to může samozřejmě podkopat přesnost záznamu nové odpovědi, ale poskytuje celou řadu mozkových odpovědí.
jak se všichni porovnávají?
jak jsme se dozvěděli výše, existuje několik rozdílů v tom, jak jsou informace o zobrazování mozku poskytovány každou technologií.,
existují také další věci, které je třeba zvážit-náklady na stroj MRI jsou výrazně vyšší než EEG (jak pro nákup, tak pro údržbu) a požadovaná úroveň výcviku je mnohem rozsáhlejší.
dělat práci v terénu s MRI / fMRI se také nestane, protože neexistuje způsob, jak takový stroj skutečně přenosný.
nastavení experimentu s EEG lze také provést bez přílišných potíží-někdy stejně snadné jako umístění náhlavní soupravy a kontrola kvality dat. Metriky, které jsou automaticky vypočteny, mohou také poskytnout rychlé informace o lidském chování pomocí EEG.,
při lezení do stroje MRI lze snadno dokončit, rozhodnout o tom, který rádiový puls dodat, nebo analyzovat data, je úkol, který vyžaduje vysokou úroveň znalostí a odborných znalostí.
v následující tabulce jsme sestavili výhody a nevýhody každého z nich.
které byste měli používat?
jako vždy to závisí na vaší výzkumné otázce. Pokud se více zabýváte strukturálními a funkčními detaily, pak MRI nebo fMRI by mohla být vaše volba, pokud jste schopni provést značné investice požadované.,
pro rychlejší, cenově dostupné a dostupné informace o funkci mozku, s těsným časovým rozlišením, je EEG metodou volby.
Pokud byste chtěli více pokynů při rozhodování o způsobu výběru pro váš výzkum, oslovte a promluvte si s naším týmem.
doufám, že jste našli tuto diskusi a srovnání MRI, fMRI a EEG užitečné. Pokud byste chtěli získat ještě hlubší pochopení EEG, pak si stáhněte náš bezplatný průvodce níže!
