Ihmisen aivojen tutkiminen

Tohtori Ananya Mandal, MDR Arvostellut Sally Robertson, B.Sc.

Ihmisen aivot ovat yksi ihmiskehon monimutkaisimmista elimistä, ja vaurio tai sairaus, joka vaikuttaa pienimpäänkin osaan ihmisaivoja, voi johtaa vakavaan toiminnalliseen häiriöön. Joitakin tekniikoita, joita voidaan käyttää ihmisen aivojen tutkimiseen, ovat:

Elektroenkefalogrammi (EEG)

Tämä on diagnostinen testi, jossa käytetään päänahkaan asetettuja elektrodeja, joilla rekisteröidään aivojen, erityisesti aivokuoren, sähköistä toimintaa. Aivotoiminnan aiheuttamien potentiaalierojen tallentamisesta päänahkaan kertoi ensimmäisen kerran Hans Berger vuonna 1929. Tästä syntyi nykyään laajalti käytetty EEG.

EEG mittaa aivojen hermojen synaptisen toiminnan massamuutoksia, ja siitä on apua aivojen sähköistä toimintaa muuttavien sairauksien, kuten epilepsian, diagnosoinnissa, hoidossa ja arvioinnissa. Noin pari vuosikymmentä sitten tulivat käyttöön monikanavaiset EEG-tallennustekniikat.

Näissä käytetään matemaattisesti laajoja mallinnusalgoritmeja, joiden avulla voidaan paikallistaa toiminnallisia aivoalueita päänahan potentiaalijakaumien perusteella. Tätä kutsutaan korkean resoluution EEG:ksi.

Magnetoenkefalografia (MEG)

Ensimmäisen aivojen magneettikenttien tallennuksen suoritti induktiokelan avulla David Cohen vuonna 1968. Cohen teki myös ensimmäisen tallennuksen suprajohtavalla kvanttiinterferenssilaitteella (SQUID) vuonna 1972. Sen jälkeen alkoi MEG:n uraauurtava tutkimus.

MEG:llä voidaan kartoittaa aivotoimintaa tallentamalla sähkömagneettisia kenttiä, joita aivoissa luonnostaan esiintyvät sähkövirrat tuottavat. Tämä tekniikka tarjoaa paremman alueellisen resoluution kuin EEG ja auttaa paikantamaan ongelmakohdat.

Aivoverenkierron alueellista kuvantamista on arvioitu radioaktiivisten merkkiaineiden avulla 1960-luvun alusta lähtien. Tällaisia tekniikoita ovat muun muassa tietokonetomografia (CT), positroniemissiotomografia (PET) ja yksittäisfotoniemissiotietokonetomografia (SPECT).

Funktionaalinen magneettikuvaus (fMRI)

Kummallakin EEG:llä ja MEG:llä on haittapuolensa, ja ne ovat korvautuneet uudemmilla menetelmillä, kuten funktionaalisella magneettikuvantamisella. Tällä tekniikalla voidaan havaita pienimmätkin muutokset, ja se on hyödyllinen sekä sairauksien diagnosoinnissa että hoitojen kehittämisessä.

fMRI käyttää erittäin voimakkaita magneetteja, ja sillä voidaan paikallistaa aivotoiminnan muutokset jopa yhden kuutiomillimetrin kokoisille alueille. Lisäksi se ei ole invasiivinen toimenpide ja sitä voidaan käyttää laajasti. Kuitenkin fMRI, ei pysty tarjoamaan reaaliaikaista dynamiikkaa verenkierrosta aivoissa.

Fotonimigraatiotomografia

Fotonimigraatiotomografia (PMT; kutsutaan myös lähi-infrapunaspektroskopiaksi tai optiseksi kuvantamiseksi) on toinen uusi menetelmä kortikaalisen aktiivisuuden mittaamiseen, ja se arvioi lähi-infrapunavalon sirontaa aivokudoksesta.

Transkraniaalinen magneettistimulaatio

Transkraniaalinen magneettistimulaatio on tekniikka, jota käytetään hermosolujen herättämiseen voimakkaiden ja ajallisesti muuttuvien magneettikenttien avulla. Toimenpide on ei-invasiivinen ja kivuton.

Lisälukemista

• Kaikki aivosisällöt
• Ihmisen aivojen rakenne
• Kieli ja ihmisen aivot
• Ihmisen aivopatologia
• Ihmisen aivot

Kirjoittanut

Dr. Ananya Mandal

Tohtori Ananya Mandal on ammatiltaan lääkäri, kutsumukseltaan luennoitsija ja intohimoltaan lääketieteellinen kirjoittaja. Hän on erikoistunut kliiniseen farmakologiaan kandidaatin tutkinnon (MBBS) jälkeen. Hänelle terveysviestintä ei ole vain monimutkaisten katsausten kirjoittamista ammattilaisille, vaan lääketieteellisen tiedon tekemistä ymmärrettäväksi ja saatavaksi myös suurelle yleisölle.

Sitaatit

.