Comprendere il pensiero e il comportamento umano può richiedere molti approcci, ma per capire davvero come funziona il cervello, è necessario guardarlo dentro. Questo non deve essere così raccapricciante come sembra, come molti metodi di imaging cerebrale oggi sono del tutto non invasiva.
Di seguito esamineremo le tecniche di imaging cerebrale più comuni: EEG e (f)MRI, per vedere come funzionano e come si confrontano, osservando i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno.
Che cos’è l’EEG?,
L’EEG (elettroencefalografia) misura l’attività elettrica del nostro cervello tramite elettrodi posizionati sul cuoio capelluto. Ci dice, dalle misurazioni della superficie, quanto è attivo il cervello.
Questo può essere utile per determinare rapidamente come l’attività cerebrale può cambiare in risposta agli stimoli e può anche essere utile per misurare l’attività anormale, come con l’epilessia .
Come funziona l’EEG?,
Il cervello è un sistema elettrico – tutti i nostri pensieri (coscienti o meno) sono generati attraverso una rete di neuroni, che inviano segnali l’uno all’altro con l’aiuto di correnti elettriche. Più segnali elettrici, più comunicazione neuronale, che corrisponde a più attività cerebrale.
Gli elettrodi di un auricolare EEG non possono rilevare i cambiamenti nei singoli neuroni, ma invece rilevare i cambiamenti elettrici di migliaia di neuroni che segnalano allo stesso tempo.
Il segnale dagli elettrodi viene quindi inviato ad un amplificatore, che (senza sorprese qui) amplifica il segnale., Un computer riceve quindi questo segnale e può generare varie mappe dell’attività cerebrale, con una rapida risoluzione temporale.
Uno svantaggio per l’EEG è la risoluzione spaziale – poiché gli elettrodi misurano l’attività elettrica sulla superficie del cervello, è difficile sapere se il segnale è stato prodotto vicino alla superficie (nella corteccia) o da una regione più profonda.
Ci sono calcoli che possono essere applicati che tentano di aggirare questa limitazione (ad esempio ), ma rimane una sfida per la ricerca EEG.
Scopri: Cos’è EEG e come funziona
Cos’è la risonanza magnetica?,
La risonanza magnetica (risonanza magnetica) fornisce una mappa del cervello – come appare in un determinato momento nel tempo.
Queste informazioni strutturali possono essere utili per determinare come le dimensioni di alcune aree cerebrali si confrontano tra le persone, o se c’è qualcosa di anormale in un particolare cervello (un tumore per esempio).
Come funziona la risonanza magnetica?
La risonanza magnetica è una metodologia di imaging complessa, ma cercheremo di darvi una panoramica qui.,
Come suggerisce il nome, i magneti sono centrali per la risonanza magnetica, ma un po ‘ più forti – circa 1.000-3.000 volte più forti del magnete medio del frigorifero.
Il campo magnetico della risonanza magnetica interagisce con i protoni nei nostri atomi di idrogeno (è ovviamente molto utile che siamo al 70% di acqua – ci sono molti atomi di idrogeno che il magnete può influenzare).
Di solito, questi protoni sono rivolti in direzioni casuali, ma il campo magnetico fa sì che una parte significativa di essi si allinei nella stessa direzione., Quindi, siamo nella macchina per la risonanza magnetica, e i protoni negli atomi di idrogeno (che sono nell’acqua nel nostro corpo), stanno per lo più puntando allo stesso modo. Uff.
Per il passaggio successivo, viene emesso un impulso radio (proprio come un normale segnale radio, solo molto più veloce). Questo interagisce anche con i protoni, essenzialmente girandoli di lato. Ma, poiché la frequenza radio avviene solo per un momento, i protoni si rilassano di nuovo al loro stato allineato prima.
Questo è il bit cruciale – mentre i protoni si rilassano, viene rilasciata energia che può essere rilevata dai sensori nella macchina MRI., Attraverso alcuni calcoli (che vanno oltre lo scopo di questo post del blog, ma vedi qui: ), il computer può determinare come appariva il tessuto, a seconda di questa energia che viene rilasciata, e mostrarci un’immagine del tessuto.
Naturalmente, la risonanza magnetica ci mostra solo un’immagine statica del cervello – un’immagine anatomica, non dell’attività effettiva del cervello. Quindi, come possiamo ottenere un’immagine dell’attività cerebrale? Questo è dove fMRI entra in gioco.
Che dire di fMRI?
Se voglio muovere il braccio destro, alcune cose devono accadere., Una certa parte del mio cervello aumenterà la sua attività per inviare il messaggio per completare questa azione, e quell’area del cervello riceverà sempre più sangue ricco di ossigeno.
Per fMRI, le stesse cose accadono con la risonanza magnetica – viene misurata l’energia emessa dal rilassamento dei protoni – ma i calcoli sono invece volti a determinare come cambia la quantità di flusso sanguigno ossigenato.
Se c’è più sangue ossigenato in una parte del cervello rispetto ad altri, allora è probabile che questa area del cervello sia più attiva ., Questo è noto come risposta dipendente dal livello di ossigenazione del sangue (altrimenti noto come GRASSETTO).
Questi sono i dati che vediamo con fMRI, spesso visualizzati su un’immagine MRI.
Uno svantaggio con fMRI è la risoluzione temporale. Poiché il flusso sanguigno richiede diversi secondi per cambiare e la registrazione effettiva è limitata da fattori computazionali, la raccolta dei dati viene rallentata.
Questo spesso significa che i partecipanti sono esposti a stimoli più volte, e diversi punti temporali della loro risposta cerebrale vengono registrati ogni volta (ad es., la risposta è registrata all’inizio degli stimoli la prima volta, 10ms dopo l’inizio dello stimolo la seconda volta e così via).
Questo può ovviamente minare l’accuratezza della registrazione di una nuova risposta, ma fornisce una gamma completa di risposte cerebrali.
Come si confrontano tutti?
Come abbiamo imparato sopra, ci sono diverse differenze nel modo in cui le informazioni di imaging cerebrale sono fornite da ciascuna tecnologia.,
Ci sono anche altre cose da considerare: il costo di una macchina MRI è considerevolmente più alto di un EEG (sia per l’acquisto che per la manutenzione) e il livello di formazione richiesto è molto più esteso.
Anche il lavoro sul campo con MRI / fMRI non accadrà, poiché non c’è modo di rendere una macchina del genere veramente portatile.
Impostare un esperimento con EEG può anche essere fatto senza troppi problemi, a volte facile come mettere un auricolare e controllare la qualità dei dati. Le metriche calcolate automaticamente possono anche fornire informazioni rapide sul comportamento umano con EEG.,
Durante l’arrampicata in una macchina MRI può essere completato abbastanza facilmente, decidere su quale impulso radio per fornire, o analizzare i dati è un compito che richiede un alto livello di conoscenza e competenza.
Abbiamo messo insieme i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno nella tabella sottostante.
Quale si dovrebbe usare?
Come sempre, questo dipende dalla tua domanda di ricerca. Se sei più interessato ai dettagli strutturali e funzionali, allora la risonanza magnetica o la fMRI potrebbero essere la tua scelta se sei in grado di effettuare il notevole investimento richiesto.,
Per intuizioni più veloci, convenienti e accessibili sulla funzione cerebrale, con una risoluzione temporale stretta, l’EEG è il metodo di scelta.
Se desideri maggiori indicazioni nel decidere il metodo di scelta per la tua ricerca, allora contatta e parla con il nostro team.
Spero che tu abbia trovato utile questa discussione e il confronto di MRI, fMRI ed EEG. Se desideri avere una comprensione ancora più profonda dell’EEG, scarica la nostra guida gratuita qui sotto!
