Forstå menneskets tenkning og atferd kan ta mange tilnærminger, men for å virkelig forstå hvordan hjernen fungerer, må du se i den. Dette trenger ikke å være så grusomme som det høres ut, så mange brain imaging metoder som i dag er helt ikke-invasiv.
Nedenfor vil vi gå gjennom de mest vanlige brain imaging teknikker – EEG, og (f)MR-undersøkelse, for å se hvordan de fungerer, og hvordan de kan sammenlignes, og ser på fordeler og ulemper med hver av dem.
Hva er EEG?,
EEG (electroencephalography) måler den elektriske aktiviteten i hjernen vår via elektroder som er plassert på hodebunnen. Det forteller oss, fra overflaten målinger, hvor aktiv hjernen er.
Dette kan være nyttig for raskt å bestemme hvordan hjernen aktivitet kan endre seg i respons på stimuli, og kan også være nyttig for å måle unormal aktivitet, for eksempel med epilepsi .
Hvordan gjør EEG arbeid?,
hjernen er et elektrisk system – alle våre tanker (bevisst eller annet) som er generert gjennom et nettverk av nevroner, som sender signaler til hverandre ved hjelp av elektrisk strøm. Mer elektriske signaler, jo mer neuronal kommunikasjon, noe som tilsvarer mer hjerneaktivitet.
elektrodene av en EEG-headsettet kan ikke oppdage endringer i enkelt nerveceller, men i stedet registrere den elektriske endringer av tusenvis av nevroner signaler på samme tid.
signalet fra elektrodene er deretter sendt til en forsterker, som (ingen overraskelser her) forsterker signalet., En datamaskin mottar da dette signalet, og kan generere ulike kart, som av hjernens aktivitet, med en rask temporal oppløsning.
En ulempe for EEG er romlig oppløsning – som elektroder måle elektriske aktiviteten på overflaten av hjernen, det er vanskelig å vite om signalet ble produsert nær overflaten (i cortex) eller fra en dypere regionen.
Det er beregninger som kan brukes som forsøker å komme rundt denne begrensningen (for eksempel ), men det er fortsatt en utfordring for EEG forskning.
Sjekk ut: Hva er EEG og Hvordan Fungerer det
Hva er MR?,
MR (magnetisk resonans imaging) gir et kart over hjernen – hvordan det ser ut på et bestemt øyeblikk i tid.
Dette strukturell informasjon som kan være nyttig for å avgjøre hvordan de størrelser av visse hjerneområder sammenligne på tvers av mennesker, eller hvis det er noe unormalt om en bestemt hjernen (en svulst for eksempel).
Hvordan gjør MR-arbeid?
MR er en kompleks bildebehandling metodikk, men vi skal prøve å gi deg en oversikt her.,
Som navnet antyder, magneter er sentrale for magnetisk resonans imaging, men ganske mye sterkere – lag i 1 000 til 3 000 ganger sterkere enn gjennomsnittet kjøleskap magnet.
Det magnetiske feltet fra MR samhandler med protoner i vår hydrogen atomer (det er selvfølgelig ganske nyttig at vi er 70% vann – det er nok av hydrogen atomer for magnet til å påvirke).
Vanligvis, disse protoner er vendt i tilfeldige retninger, men det magnetiske feltet utgjør en vesentlig del av dem rett inn i den samme retning., Så, vi lå i MR-maskinen, og protoner i hydrogen atomer (som er i vannet i kroppen vår), er for det meste peker samme vei. Puh.
For neste trinn, en radio puls avgis (akkurat som en vanlig radio signal, bare mye raskere). Dette virker også med protoner, i hovedsak å dreie dem til side. Men, som radio frequency skjer bare for et øyeblikk, protoner slappe av med tilbake til sin justert tilstand før.
Dette er avgjørende bit – som protoner slappe av, energien frigjøres som kan registreres av sensorene i MR-maskinen., Gjennom noen beregninger (som er utenfor omfanget av denne blogg innlegg, men se her: ), kan datamaskinen finne ut hva vev så ut som, avhengig av denne energien som er utgitt, og viser oss et bilde av vev.
selvfølgelig, MR bare viser oss et statisk bilde av hjernen – en anatomisk bilde, ikke av hjernen er selve aktiviteten. Så hvordan kan vi få et bilde av hjernens aktivitet? Dette er hvor fMRI kommer inn.
Hva om fMRI?
Hvis jeg ønsker å gå min høyre arm, noen ting må skje., En viss del av hjernen min vil øke sin aktivitet for å sende meldingen for å fullføre denne handlingen, og det området av hjernen vil motta aldri så litt mer oksygenrikt blod.
For fMRI, det samme skje som med MR – energien som avgis fra avslapning av protoner er målt – men beregningene er i stedet rettet mot å bestemme hvordan mengden av oksygenrikt blod flow endringer.
Hvis det er mer oksygenrikt blod i en del av hjernen i forhold til andre, så sjansene er at dette hjerne-området er mer aktiv ., Dette er kjent som Blod-Oksygenering Nivå Avhengig reaksjon (ellers kjent som FET).
Dette er data som vi ser med fMRI, ofte visualisert over et MR-bilde.
En ulempe med fMRI er temporal oppløsning. Som det tar flere sekunder for blodtilførselen til å endre seg, og det faktiske opptaket er begrenset av beregningsorientert faktorer, for innsamling av data er bremset ned.
Dette betyr ofte at deltakerne er eksponert for stimuli flere ganger, og ulike timepoints av hjernen deres svar er tatt opp hver gang (f.eks., svaret er registrert på stimuli utbruddet første gang, 10ms etter stimulans utbruddet andre gang, og så videre) .
Dette kan selvfølgelig undergrave nøyaktigheten av opptak en roman svar, men gir et komplett utvalg av hjernen svar.
Hvordan gjør de alle sammenligne?
Som vi har lært over, det er flere forskjeller i hvordan hjernen tenkelig informasjon er gitt av hver teknologi.,
Det er også flere ting du bør vurdere – kostnaden av en MR-maskin er betydelig høyere enn en EEG (både for kjøp og vedlikehold), og nivået av opplæring som kreves er mye mer omfattende.
å Gjøre feltarbeid med MR / fMRI også ikke kommer til å skje, så det er ingen måte å gjøre en slik maskin virkelig bærbare.
Sette opp et eksperiment med EEG kan også gjøres uten for mye stress – noen ganger så enkelt som å plassere headsettet på, og kontrollere data kvalitet. Beregninger som er beregnet automatisk, kan også gi deg rask innsikt i menneskelig atferd med EEG.,
Mens du klatre inn i en MR-maskin, kan være ferdig enkelt nok, bestemmer på hvilke radio puls til å levere, eller å analysere data er en oppgave som krever et høyt nivå av kunnskap og kompetanse.
Vi har satt sammen de fordeler og ulemper ved hver i tabellen nedenfor.
Hvilke bør du bruke?
Som alltid, det kommer an på din forskning for spørsmål. Hvis du er mer opptatt av strukturelle og funksjonelle detaljer, da MR eller fMRI kan godt være ditt valg om du er i stand til å gjøre de store investeringene som kreves.,
For raskere, rimelig, og tilgjengelig informasjon om hjernens funksjon, med et stramt tidsmessig oppløsning, EEG er den metoden du velger.
Hvis du ønsker mer veiledning i å avgjøre om metoden for utvalg for forskning, og deretter komme ut og snakke til vårt team.
jeg håper du har funnet denne diskusjon og sammenligning av MR, fMRI, og EEG nyttig. Hvis du ønsker å få en enda dypere forståelse av EEG, så last ned vår gratis guide nedenfor!
