het begrijpen van menselijk denken en gedrag kan vele benaderingen vergen, maar om echt te begrijpen hoe de hersenen werken, moet je erin kijken. Dit hoeft niet zo gruwelijk te zijn als het klinkt, aangezien veel hersenbeeldvormingsmethoden vandaag volledig niet-invasief zijn.
hieronder gaan we door de meest voorkomende technieken voor beeldvorming van de hersenen – EEG, en (f)MRI, om te zien hoe ze werken, en hoe ze vergelijken, waarbij we kijken naar de voor-en nadelen van elk.
Wat is EEG?,
EEG (elektro-encefalografie) meet de elektrische activiteit van onze hersenen via elektroden die op de hoofdhuid worden geplaatst. Het vertelt ons, aan de oppervlakte metingen, hoe actief de hersenen zijn.
dit kan nuttig zijn om snel te bepalen hoe hersenactiviteit kan veranderen in reactie op stimuli, en kan ook nuttig zijn voor het meten van abnormale activiteit, zoals bij epilepsie .
Hoe werkt EEG?,
de hersenen zijn een elektrisch systeem – al onze gedachten (bewust of anderszins) worden gegenereerd door een netwerk van neuronen, die signalen naar elkaar sturen met behulp van elektrische stromen. Hoe meer elektrische signalen, hoe meer neuronale communicatie, wat overeenkomt met meer hersenactiviteit.
de elektroden van een EEG-headset kunnen geen veranderingen in afzonderlijke neuronen detecteren, maar in plaats daarvan de elektrische veranderingen van duizenden neuronen die tegelijkertijd signaleren.
het signaal van de elektroden wordt dan naar een versterker gestuurd, die (geen verrassingen hier) het signaal versterkt., Een computer ontvangt dan dit signaal, en kan verschillende kaarten van hersenactiviteit genereren, met een snelle temporele resolutie.
een nadeel voor EEG is de ruimtelijke resolutie – aangezien de elektroden de elektrische activiteit aan het oppervlak van de hersenen meten, is het moeilijk om te weten of het signaal werd geproduceerd in de buurt van het oppervlak (in de cortex) of uit een dieper gebied.
Er zijn berekeningen die kunnen worden toegepast om deze beperking te omzeilen (bijvoorbeeld ), maar het blijft een uitdaging voor EEG-onderzoek.
Check out: Wat is EEG en hoe werkt het
Wat is MRI?,
MRI (magnetic resonance imaging) geeft een kaart van de hersenen – hoe het eruit ziet op een bepaald moment in de tijd.
deze structurele informatie kan nuttig zijn om te bepalen hoe de grootte van bepaalde hersengebieden zich verhoudt tussen mensen, of als er iets abnormaals is aan een bepaald brein (bijvoorbeeld een tumor).
Hoe werkt MRI?
MRI is een complexe beeldvormingsmethodologie, maar we proberen u hier een overzicht te geven.,
zoals de naam al doet vermoeden, staan magneten centraal in magnetic resonance imaging, maar een stuk sterker-ongeveer 1.000 tot 3.000 keer sterker dan de gemiddelde koelkastmagneet.
het magnetische veld van de MRI interageert met de protonen in onze waterstofatomen (het is natuurlijk handig dat we 70% water zijn – er zijn genoeg waterstofatomen die de magneet kan beïnvloeden).
gewoonlijk worden deze protonen in willekeurige richtingen gericht, maar het magnetisch veld zorgt ervoor dat een aanzienlijk deel ervan in dezelfde richting uitgelijnd is., We liggen dus in de MRI-machine en de protonen in de waterstofatomen (die in het water in ons lichaam zitten) wijzen meestal dezelfde kant op. Oef.
voor de volgende stap wordt een radiopuls uitgezonden (net als een normaal radiosignaal, maar veel sneller). Dit werkt ook samen met de protonen, waardoor ze naar de zijkant draaien. Maar omdat de radiofrequentie maar even gebeurt, ontspannen de protonen zich terug naar hun uitgelijnde toestand.
Dit is de cruciale bit-als de protonen ontspannen, komt er energie vrij die kan worden gedetecteerd door sensoren in de MRI-machine., Door middel van een aantal berekeningen (die buiten het bereik van deze blog post, maar zie hier: ), de computer kan bepalen hoe het weefsel eruit zag, afhankelijk van deze energie die wordt vrijgegeven, en laat ons een beeld van het weefsel.
natuurlijk toont MRI alleen een statisch beeld van de hersenen – een anatomisch beeld, niet van de werkelijke activiteit van de hersenen. Hoe krijgen we een beeld van de hersenactiviteit? Dit is waar fMRI een rol speelt.
hoe zit het met fMRI?
als ik mijn rechterarm wil bewegen, moeten er een paar dingen gebeuren., Een bepaald deel van mijn hersenen zal zijn activiteit verhogen om de boodschap te sturen om deze actie te voltooien, en dat deel van de hersenen zal steeds meer zuurstofrijk bloed ontvangen.
voor fMRI gebeuren dezelfde dingen als bij MRI – de energie die wordt uitgestoten door de ontspanning van protonen wordt gemeten – maar de berekeningen zijn in plaats daarvan gericht op het bepalen hoe de hoeveelheid zuurstofhoudende bloedstroom verandert.
als er meer zuurstofrijk bloed in één deel van de hersenen is dan in andere, dan is de kans groot dat dit hersengebied actiever is ., Dit staat bekend als de bloed-oxygenatie niveau afhankelijke respons (ook bekend als vet).
Dit zijn de gegevens die we zien met fMRI, vaak gevisualiseerd via een MRI-afbeelding.
een nadeel van fMRI is de temporele resolutie. Aangezien het enkele seconden duurt voordat de bloedstroom verandert en de werkelijke opname wordt beperkt door computationele factoren, wordt de gegevensverzameling vertraagd.
Dit betekent vaak dat deelnemers meerdere keren aan een stimuli worden blootgesteld, en elke keer worden verschillende tijdpunten van hun hersenrespons geregistreerd (bijv., de reactie wordt geregistreerd bij stimulibegin de eerste keer, 10ms na stimulibegin de tweede keer, enzovoort).
dit kan natuurlijk de nauwkeurigheid van het opnemen van een nieuwe respons ondermijnen, maar biedt wel een volledig scala aan hersenreacties.
hoe vergelijken ze elkaar?
zoals we hierboven hebben geleerd, zijn er verschillende verschillen in de manier waarop de beeldvormingsinformatie van de hersenen door elke technologie wordt geleverd.,
er zijn ook andere zaken te overwegen – de kosten van een MRI-machine zijn aanzienlijk hoger dan een EEG (zowel voor aankoop als onderhoud), en het vereiste opleidingsniveau is veel uitgebreider.
veldwerk doen met MRI / fMRI gaat ook niet gebeuren, omdat er geen manier is om zo ‘ n machine echt draagbaar te maken.
het opzetten van een experiment met EEG kan ook worden gedaan zonder al te veel gedoe – soms net zo eenvoudig als het plaatsen van een headset op, en het controleren van de kwaliteit van de gegevens. Metrics die automatisch worden berekend, kunnen ook snel inzicht geven in menselijk gedrag met EEG.,
tijdens het klimmen in een MRI-machine kan gemakkelijk genoeg worden voltooid, beslissen welke radiopuls te leveren, of het analyseren van de gegevens is een taak die een hoog niveau van kennis en expertise vereist.
we hebben de voor-en nadelen van elk in onderstaande tabel samengebracht.
welke moet u gebruiken?
Zoals altijd hangt dit af van uw onderzoeksvraag. Als u zich meer bezig houdt met structurele en functionele details, dan kan MRI of fMRI uw keuze zijn als u in staat bent om de aanzienlijke investering te doen die nodig is.,
voor snellere, betaalbare en toegankelijke inzichten over hersenfuncties, met een strakke temporele resolutie, is EEG de methode van keuze.
Als u meer begeleiding wilt bij de keuze van de methode voor uw onderzoek, neem dan contact op met ons team.
Ik hoop dat u deze discussie en vergelijking van MRI, fMRI en EEG nuttig hebt gevonden. Als u een nog dieper begrip van EEG wilt krijgen, download dan onze gratis gids hieronder!
