zrozumienie ludzkich myśli i zachowań może wymagać wielu podejść, ale aby naprawdę zrozumieć, jak działa mózg, musisz zajrzeć do jego wnętrza. Nie musi to być tak makabryczne, jak się wydaje, ponieważ wiele metod obrazowania mózgu jest dziś całkowicie nieinwazyjnych.
poniżej omówimy najczęstsze techniki obrazowania mózgu – EEG i (f)MRI, aby zobaczyć, jak działają i jak się porównują, patrząc na zalety i wady każdej z nich.
Co to jest EEG?,
EEG (elektroencefalografia) mierzy aktywność elektryczną naszego mózgu za pomocą elektrod umieszczonych na skórze głowy. Mówi nam, z pomiarów powierzchniowych, jak aktywny jest mózg.
może to być przydatne do szybkiego określenia, w jaki sposób aktywność mózgu może się zmieniać w odpowiedzi na bodźce, a także może być przydatne do pomiaru nieprawidłowej aktywności, np. w przypadku padaczki .
jak działa EEG?,
mózg jest układem elektrycznym – wszystkie nasze myśli (świadome lub nie) są generowane przez sieć neuronów, które wysyłają sygnały do siebie za pomocą prądów elektrycznych. Im więcej sygnałów elektrycznych, tym więcej komunikacji neuronalnej, co odpowiada większej aktywności mózgu.
elektrody zestawu słuchawkowego EEG nie wykrywają zmian w pojedynczych neuronach, ale zamiast tego wykrywają zmiany elektryczne tysięcy neuronów sygnalizujących w tym samym czasie.
sygnał z elektrod jest następnie wysyłany do wzmacniacza, który (bez niespodzianek) wzmacnia sygnał., Następnie komputer odbiera ten sygnał i może generować różne mapy aktywności mózgu, z szybką rozdzielczością czasową.
wadą EEG jest rozdzielczość przestrzenna – ponieważ elektrody mierzą aktywność elektryczną na powierzchni mózgu, trudno jest stwierdzić, czy sygnał został wytworzony w pobliżu powierzchni (w korze mózgowej), czy z głębszego obszaru.
istnieją obliczenia, które można zastosować, aby obejść to ograniczenie (np.), ale pozostaje to wyzwaniem dla badań EEG.
sprawdź: co to jest EEG i jak to działa
Co to jest MRI?,
MRI (rezonans magnetyczny) zapewnia mapę mózgu – jak wygląda w określonym momencie w czasie.
te informacje strukturalne mogą być przydatne do określenia, w jaki sposób rozmiary niektórych obszarów mózgu porównują się między ludźmi, lub jeśli w danym mózgu (na przykład guz) występuje coś nienormalnego.
jak działa rezonans magnetyczny?
MRI jest złożoną metodologią obrazowania, ale postaramy się dać ci przegląd tutaj.,
jak sama nazwa wskazuje, magnesy są kluczowe w obrazowaniu rezonansu magnetycznego, ale są nieco mocniejsze – około 1000 do 3000 razy silniejsze niż przeciętny magnes na Lodówkę.
pole magnetyczne z rezonansu magnetycznego oddziałuje z protonami w naszych atomach wodoru (jest to oczywiście bardzo przydatne, że jesteśmy w 70% wodą – jest mnóstwo atomów wodoru, na które magnes może oddziaływać).
Zwykle protony te skierowane są w przypadkowych kierunkach, ale pole magnetyczne sprawia, że znaczna ich część jest ustawiona w tym samym kierunku., Leżymy więc w rezonansie, a protony w atomach wodoru (które znajdują się w wodzie w naszym ciele) w większości wskazują w ten sam sposób. UFF.
w następnym kroku emitowany jest impuls radiowy (tak jak normalny sygnał radiowy, tylko znacznie szybciej). To również oddziałuje z protonami, zasadniczo obracając je w bok. Ale, ponieważ częstotliwość radiowa występuje tylko przez chwilę, protony relaksują się z powrotem do stanu wyrównanego wcześniej.
jest to kluczowy bit – gdy protony się rozluźniają, uwalniana jest energia, którą mogą wykryć czujniki w maszynie MRI., Poprzez niektóre obliczenia (które są poza zakresem tego postu na blogu, ale patrz tutaj:), komputer może określić, jak wyglądała tkanka, w zależności od tej energii, która jest uwalniana, i pokazać nam obraz tkanki.
oczywiście MRI pokazuje tylko statyczny obraz mózgu – obraz anatomiczny, a nie rzeczywistą aktywność mózgu. Więc jak możemy uzyskać obraz aktywności mózgu? Tu wkracza fMRI.
a co z fMRI?
Jeśli chcę poruszyć prawą ręką, kilka rzeczy musi się wydarzyć., Pewna część mojego mózgu zwiększy swoją aktywność, aby wysłać wiadomość, aby zakończyć to działanie, a ten obszar mózgu otrzyma coraz więcej krwi bogatej w tlen.
w przypadku fMRI dzieje się to samo, co w przypadku MRI – mierzy się energię emitowaną przez relaksację protonów – ale obliczenia mają na celu określenie, w jaki sposób zmienia się ilość utlenionego przepływu krwi.
Jeśli w jednej części mózgu jest więcej utlenionej krwi w porównaniu do innych, jest szansa, że ten obszar mózgu jest bardziej aktywny ., Jest to znana jako odpowiedź zależna od poziomu utlenienia krwi (inaczej znana jako BOLD).
są to dane, które widzimy w fMRI, często wizualizowane na obrazie MRI.
jedną z wad fMRI jest rozdzielczość czasowa. Ponieważ zmiana przepływu krwi trwa kilka sekund, a rzeczywiste nagrywanie jest ograniczone przez czynniki obliczeniowe, gromadzenie danych jest spowolnione.
oznacza to często, że uczestnicy są wielokrotnie narażeni na bodźce, a za każdym razem rejestrowane są różne punkty czasowe reakcji ich mózgu (np., odpowiedź jest rejestrowana w momencie wystąpienia bodźca za pierwszym razem, 10ms po wystąpieniu bodźca za drugim razem, i tak dalej).
może to oczywiście podważyć dokładność nagrywania nowej odpowiedzi, ale zapewnia pełny zakres odpowiedzi mózgu.
jak one wszystkie porównują?
jak dowiedzieliśmy się powyżej, istnieje kilka różnic w tym, jak informacje obrazowania mózgu są dostarczane przez każdą technologię.,
są też dodatkowe rzeczy do rozważenia – koszt rezonansu magnetycznego jest znacznie wyższy niż EEG (zarówno przy zakupie, jak i konserwacji), a Wymagany poziom szkolenia jest znacznie szerszy.
wykonywanie prac polowych z MRI / fMRI również się nie stanie, ponieważ nie ma sposobu, aby taka maszyna była naprawdę przenośna.
Konfigurowanie eksperymentu z EEG można również wykonać bez większych kłopotów – czasami tak łatwo, jak założenie zestawu słuchawkowego i sprawdzenie jakości danych. Metryki obliczane automatycznie mogą również zapewnić szybki wgląd w ludzkie zachowania za pomocą EEG.,
podczas wchodzenia do maszyny MRI można łatwo wykonać, decydując, który impuls radiowy dostarczyć, lub analizowanie danych jest zadaniem, które wymaga wysokiego poziomu wiedzy i doświadczenia.
zebraliśmy zalety i wady każdego z nich w poniższej tabeli.
czego należy użyć?
jak zawsze, zależy to od Twojego pytania badawczego. Jeśli jesteś bardziej dotyczy szczegółów strukturalnych i funkcjonalnych, a następnie MRI lub fMRI może być również Twój wybór, jeśli jesteś w stanie dokonać znacznych inwestycji wymaganych.,
aby uzyskać szybsze, niedrogie i dostępne informacje na temat funkcji mózgu, z wąską rozdzielczością czasową, EEG jest metodą z wyboru.
Jeśli chcesz uzyskać więcej wskazówek w podejmowaniu decyzji o wybranej metodzie badań, skontaktuj się z naszym zespołem.
mam nadzieję, że ta dyskusja i porównanie MRI, fMRI i EEG okazały się pomocne. Jeśli chcesz uzyskać jeszcze głębsze zrozumienie EEG, pobierz nasz bezpłatny przewodnik poniżej!
