כיצד פועל הדמיה תהודה מגנטית פונקציונלית

תוֹכֶן

• כיצד עובד MRI פונקציונלי
• כיצד משתמשים רופאים ב- MRI פונקציונלי
• סוגי מחקר שנעשו באמצעות fMRI
• מה העתיד צופן

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) העניקה לרופאים את היכולת להשיג תמונות טובות מאוד של מבני המוח. טכניקה חדשה יותר המכונה MRI פונקציונלי יכולה להרחיק לכת עוד יותר על ידי מדידה עקיפה גם של פעילות מוחית. אמנם לרוב הטכניקה משמשת רק במחקרי מחקר, אך היא הופכת נפוצה יותר במסגרת הקלינית.

כנראה שנתקלת בתמונות שנוצרו באמצעות MRI פונקציונלי בשלב מסוים. הם מראים מוח עם אזורים צבעוניים המתארים אזורים במוח הקשורים לתפקוד כלשהו כמו שפה או תנועה. מחקרים אלו פופולריים מאוד: מאות מאמרים מדעיים המשתמשים בטכנולוגיה זו מתפרסמים מדי חודש, רבים מהם מוזכרים גם בעיתונות הדיוטה. אך כיצד נוצרים התמונות הללו, ומה הם מייצגים בפועל?

כיצד עובד MRI פונקציונלי

MRI פונקציונלי עושה שימוש באות מיוחדת הנקראת ניגוד תלוי ברמת החמצן בדם (BOLD). דם שזורם במוח מוביל חמצן על מולקולות הנקראות המוגלובין. מולקולות המוגלובין נושאות גם ברזל ולכן יש להן אות מגנטי. מתברר שלמולקולות המוגלובין יש תכונות מגנטיות שונות כאשר הן מחוברות לחמצן מאשר כאשר הן אינן נושאות חמצן, ואת ההבדל הקטן הזה ניתן לאתר במכונת MRI.

כאשר אזור במוח פעיל יותר, בתחילה הוא משתמש בחמצן רב בדם. זמן קצר לאחר מכן, המוח מרחיב כלי דם מקומיים במטרה להחזיר את אספקת החמצן. המוח עשוי אפילו לעשות את העבודה הזאת מעט טוב מדי, כך שדם יותר מחומצן יעבור לאזור ממה ששימש בתחילה. מכונת ה- MRI יכולה לזהות את ההבדל באות הנובע מעלייה זו בחמצן בדם.

כך שמחקרי MRI פונקציונליים אינם מסתכלים באופן ישיר על פעילות עצבית, אלא בוחנים כיצד רמות החמצן בדם משתנות ומתאמות בין פעילות זו לירי עצבים. מחקרים הראו כי הנחה זו היא בדרך כלל נכונה, אם כי מחלות כמו מומים בכלי הדם, גידולים ואפילו הזדקנות תקינה יכולים לשנות את הקשר בין פעילות עצבית לזרימת הדם המקומית המביאה לאות BOLD.

כיצד משתמשים רופאים ב- MRI פונקציונלי

מכיוון שמדובר בטכנולוגיה חדשה יחסית ומכיוון שטכניקות אחרות יכולות לענות על שאלות דומות ש- fMRI יכול לעשות, fMRI אינו נפוץ במסגרות קליניות או בבית חולים. עם זאת, ניתן להשתמש בו בכדי לעזור בתכנון ניתוחי מוח חשובים. לדוגמא, אם נוירוכירורג רוצה להסיר גידול במוח שיושב קרוב למרכזי השפה במוח, הם עשויים להזמין מחקר fMRI שיסייע להראות בדיוק אילו אזורים במוח קשורים לשפה. זה עוזר לנוירוכירורג להימנע מפגיעה באותם אזורים בעת ביצוע ניתוח. עם זאת, השימוש הנפוץ ביותר ב- fMRI הוא במחקר רפואי.

סוגי מחקר שנעשו באמצעות fMRI

ישנן שתי דרכים עיקריות לשימוש ב- fMRI כדי להמחיש את תפקוד המוח. שיטה אחת מתמקדת במציאת אזורים ספציפיים במוח המגיבים למשימה או גירוי כלשהו. לדוגמא, האדם בסורק ה- MRI עשוי להופיע לוח שחיקה מהבהב בנקודות מסוימות, ופעמים אחרות מסך ריק. יתכן שהם יתבקשו ללחוץ על כפתור בכל פעם שהם רואים את לוח השחייה המהבהב. לאחר מכן ישווה את האות במהלך המשימה לאות כאשר המשימה לא מתבצעת, והתוצאה תהיה מעין תמונה של אילו אזורי מוח היו מעורבים לראות לוח שחמט מהבהב ואז ללחוץ על כפתור.

הדרך האחרת בה ניתן להשתמש ב- fMRI היא הערכת רשתות עצביות. זה כולל להבין אילו אזורים במוח מדברים זה עם זה. אם אזור אחד במוח בדרך כלל נדלק במקביל לאזור אחר, שני אזורי המוח הללו עשויים להיות מחוברים. אין אפילו צורך במשימה על מנת לבצע סוג זה של לימודים. מסיבה זו, מחקרים אלה נקראים לעיתים הדמיה תהודה מגנטית תפקודית במצב מנוחה.

המידע שמגיע ממחקרי MRI פונקציונליים הוא מאוד מסובך ודורש הרבה ניתוח סטטיסטי כדי להיות משמעותי. בתחילה זה הביא אנשים רבים לחוסר אמון בתוצאות מחקרי MRI פונקציונליים, מכיוון שנראה שיש הרבה אפשרויות אפשריות לטעות בניתוח. עם זאת, מכיוון שחוקרים וסוקרים הכירו יותר את הטכנולוגיה החדשה, התוצאות הופכות להיות יותר מהימנות ואמינות.

מה העתיד צופן

מחקרי MRI פונקציונליים כבר הראו הרבה דברים שונים על המוח, בנוסף לאישור מה שכבר ידענו על מסלולים עצביים ולוקליזציה. למרות שקשה לומר אם אי פעם נעשה שימוש נפוץ ב- fMRI במסגרת קלינית, הפופולריות והיעילות שלו ככלי מחקר בלבד הופכות את החשיבות גם לרופאים וגם להדיוטות להבנה בסיסית של אופן הפעולה של כלי זה.