Как Работи Fmri

{h1}

Fmri или функционално изображение с магнитен резонанс разглежда кръвния поток в мозъка, за да открие области на активност. Научете за fmri и неговото изобретение.

Медицинската технология достигна толкова далеч през последните години, че сега е възможно да се направят сканиращи изображения, за да се разсече тялото на тънки картини и да се създадат триизмерни модели на органи и тъкани, за да се открият аномалии и да се диагностицира заболяване. И все пак се нарича сравнително нов тип сканиране функционален магнитен резонанс (магнитен резонанс) отвежда технологията с една стъпка по-далеч. Той не само може да помогне за диагностициране на заболявания на мозъка - може също така да даде възможност на лекарите да влязат в нашите психични процеси, за да определят какво мислим и чувстваме. fMRI може дори да може да открие дали казваме истината.

fMRI се основава на същата технология като магнитен резонанс (MRI) - неинвазивен тест, който използва силно магнитно поле и радиовълни, за да създаде подробни изображения на тялото. Но вместо да създава изображения на органи и тъкани като ЯМР, fMRI разглежда кръвния поток в мозъка, за да открие области на активност. Тези промени в кръвния поток, които са заснети от компютър, помагат на лекарите да разберат повече за това как работи мозъкът.

Концепцията зад ЯМР съществува от началото на 20 век. В началото на 30-те години физикът от университета в Колумбия на име Исидор Исак Раби експериментира с магнитните свойства на атомите. Той откри, че магнитно поле, комбинирано с радиовълни, причинява ядрата на атомите да се „преобръщат“, свойство, известно сега като магнитен резонанс, През 1944 г. Раби е удостоен с Нобелова награда по физика за своята пионерска работа.

През 70-те години Пол Лаутърбър, професор по химия в Държавния университет в Ню Йорк, и професорът по физика Питър Мансфийлд от Университета в Нотингам в Англия, използват индивидуално магнитен резонанс като основа за разработване на нова диагностична техника, наречена магнитно резонансно изображение. Първият търговски MRI скенер е произведен през 1980 година.

Тогава в началото на 90-те физик на име Сейджи Огава, който работеше в тогавашните лаборатории Bell в Ню Джърси, открива нещо, докато провежда изследвания върху животни. Той установява, че хемоглобинът с лош кислород (молекулата в кръвта, която носи кислород) се влияе по различен начин от магнитното поле, отколкото хемоглобина, богат на кислород. Огава осъзна, че може да използва тези контрасти в кръвния кислороден отговор, за да картографира изображения на мозъчната активност при нормално ЯМР сканиране.

Основната идея зад откритието на Огава всъщност беше предложена повече от половин век по-рано от химика Линус Полинг. През 30-те години Полинг е открил, че реакцията на кръв, богата на кислород и кръв, бедна на кислород, на издърпването на магнитно поле се различава с цели 20 процента. При fMRI определянето на тези различия позволява на учените да определят кои части на мозъка са най-активни.

Как fMRI сканира мозъка?

MRI машина насочва радиовълните към тялото.

MRI машина насочва радиовълните към тялото.

fMRI се основава на идеята, че кръвта, пренасяща кислород от белите дробове, се държи различно в магнитно поле от кръвта, която вече е освободила кислорода към клетките. С други думи, богата на кислород кръв и бедна на кислород кръв имат различен магнитен резонанс. Учените знаят, че по-активните области на мозъка получават повече кислородна кръв. FMRI улавя този увеличен приток на кръв, за да установи по-голяма активност. Измерването на кръвния поток, кръвния обем и използването на кислород се нарича кръвно-кислород-зависимо ниво (BOLD) сигнал.

MRI машината е скъпо оборудване (струващо между 500 000 и 2 милиона долара), което визуализира мозъка, използвайки комбинация от радиовълни и невероятно мощно магнитно поле [източник: Frost & Sullivan Research]. Типичният изследователски MRI скенер има сила от три тесла - сила около 50 000 пъти по-силна от магнитното поле на Земята [източник: Университет в Оксфорд].

Когато лежите вътре в цилиндричната MRI машина, тя насочва радиовълните към протони - електрически заредени частици в ядрата на водородните атоми - в областта на вашето тяло, която се изследва. Докато магнитното поле удря протоните, те се подреждат. Тогава машината освобождава кратък изблик на радиовълни, което изважда протоните от изравняване. След приключване на избухването на радиовълните протоните се връщат на ред и докато правят, те издават сигнали, че MRI приема. Протоните в области с кислородна кръв произвеждат най-силните сигнали.

Компютърът обработва тези сигнали в триизмерно изображение на мозъка, което лекарите могат да изследват от много различни ъгли. Мозъчната активност е картографирана в квадратчета, наречени воксели, Всеки воксел представлява хиляди нервни клетки (неврони). Цветът се добавя към изображението, за да се създаде карта на най-активните зони в мозъка.

fMRI Imaging: Как се прави fMRI?

ФМР-сканирането обикновено се извършва в амбулаторни условия. Това означава, че ще влезете в болницата за сканирането и ще напуснете след това. По време на теста може да носите болнична рокля или собствените си дрехи, но не можете да внесете нищо метално (ципове, клипове, щифтове, очила) в стаята, защото това може да попречи на MRI машината.

По време на теста лягате на маса. Главата ви може да бъде поставена в скоба, за да я държи неподвижно. След това се плъзгате с глава в голямата, цилиндрична MRI машина. Може да ви бъдат поставени тапи за уши за маскиране на звука - машините за ЯМР обикновено са много шумни.

Докато машината сканира мозъка ви, ще бъдете помолени да извършите задача, която увеличава притока на кислород с кръв към определена част от мозъка ви. Например, можете да докоснете палеца си с пръсти, да разгледате снимки или да отговорите на въпроси на екрана на компютъра. Тестът може да продължи от няколко минути до час или повече. След извършване на сканирането специалист, наречен рентгенолог, ще интерпретира резултатите.

Въпреки че fMRI тестът не използва радиация, неговото силно магнитно поле и радиовълни може да не се препоръчват за определени групи хора, включително:

  • Бременни жени
  • Хора с вътрешен дефибрилатор или пейсмейкър
  • Тези с изкуствени сърдечни клапи или крайници
  • Хората с кохлеарни импланти
  • Хората с инфузионен катетър
  • Тези с клипове, използвани при аневризми на мозъка
  • Жени с вътрематочно устройство (IUD)
  • Хора с метални щифтове, винтове, чинии или хирургични скоби.

Може ли fMRI да каже дали лъжете?

Въпреки че полиграфският тест работи сравнително добре, учените търсят по-точни методи за откриване на лъжата, един от които е fMRI. В проучване, представено в Обществото за невронауки, изследователите дадоха на субектите игрална карта и след това ги помолиха да лъжат за картата, докато са подложени на fMRI сканиране. Когато субектите излъгаха, определени области на вземане на решения в мозъка им „светнаха“ [източник: Scientific American]. Изглежда това е убедително доказателство, че fMRI може да вземе неверни изявления. Въпреки това много изследователи твърдят, че това не е доказателство, че fMRI е точен детектор на лъжата, тъй като области на мозъка, които отговарят на лъжата, също са свързани с редица други мисловни процеси. Необходимо е да се направят повече изследвания на технологията, за да се гарантира, че няма да повдигне фалшиво невинните въз основа на грешно интерпретирани сигнали на мозъка. Прочетете Може ли МРТ машина да действа и като детектор на лъжата? да научиш повече.

fMRI анализ: Как се използва fMRI?

Със своето спонсорство на състезателни автомобили и своето опростяване в проучвания за fMRI, Джак Даниелс провежда множество рекламни кампании.

Със своето спонсорство на състезателни автомобили и своето опростяване в проучвания за fMRI, Джак Даниелс провежда множество рекламни кампании.

Най-основната употреба за fMRI е подобна на тази на братовчед му, MRI - засичане на увредена или болна тъкан (в случая в мозъка). Например fMRI може да се използва за наблюдение на растежа на мозъчните тумори, за определяне на това колко добре функционира мозъкът след инсулт или диагноза на болестта на Алцхаймер и да разберете откъде произхождат мозъчните пристъпи.

Учените също изследват няколко други потенциални приложения за fMRI, включително:

Картографиране на мозъка, Това приложение определя кои части на мозъка се справят с определени функции. Например, изследователите се опитват да идентифицират регионите на мозъка, които се справят с болката, за да създадат по-ефективни терапии за облекчаване на болката. Други изследователи разглеждат къде в мозъка се възприема времето, за да създадат нови лечения за хора, които имат затруднения с възприятието във времето.

Планиране на операция, Когато пациентът се нуждае от операция за отстраняване на мозъчен тумор, например, лекарите могат първо да сканират мозъка, за да определят точно къде да оперират, за да избегнат увреждането на важни мозъчни функции.

Анализиране на емоциите, fMRI може да помогне на учените да разберат по-добре естеството на скръбта и други емоции. В един експеримент, изследователи на UCLA извършили fMRI сканиране на жени, които наскоро са загубили близък спрямо рака на гърдата, и са открили значителни разлики в мозъчната активност, когато жените са гледали снимки на починалия си роднина въз основа на вида на мъката, която жените изпитват, Докато тези с „обикновена скръб“ са имали активност в области на мозъка, които обработват емоционална болка, жените с по-дългосрочна или „сложна мъка“ също имат по-голяма активност в области на мозъка, свързани с удоволствие, пристрастяване и награди, което предполага, че спомените на техните изгубени близки предизвикваха чувства както на болка, така и на удоволствие [източник: UCLA].

Проучване на пазара, Рекламодателите вече питат клиентите как продуктите ги карат да се чувстват и как рекламите влияят върху решенията им за покупка. Сега те могат да видят тези реакции от първа ръка, като погледнат в мозъка на потребителите. В едно проучване на пазарното проучване базираната в Бостън рекламна агенция Arnold Worldwide показа на шест мъжки пиещи уиски различни изображения, докато сканира мозъците им, за да добие представа как биха могли да реагират на нова рекламна кампания на Jack Daniels. fMRI не е най-евтиният начин за оценка на рекламните кампании - може да струва $ 50 000 до $ 100 000 за провеждане на проучване (в сравнение с около $ 4 000 за фокус група), но рекламодателите казват, че им дава изцяло нов вид на поведение на потребителите [източник: Бизнес седмица].-

Какви са предимствата и недостатъците на fMRI?

Мозъчните клетки са едно нещо, което fMRI не може да променя.

Мозъчните клетки са едно нещо, което fMRI не може да променя.

Голямото предимство на fMRI е, че той не използва радиация като рентгенови лъчи, компютърна томография (КТ) и позитронно-емисионна томография (PET). Ако се прави правилно, fMRI няма практически никакви рискове. Той може да оцени мозъчната функция безопасно, неинвазивно и ефективно. fMRI е лесен за използване, а изображенията, които произвеждат, са с много висока разделителна способност (детайлна като 1 милиметър). Също така, в сравнение с традиционните анкетни методи за психологическа оценка, fMRI е далеч по-обективен.

И все пак fMRI има и своите недостатъци. Първо е скъпо. Второ, тя може да заснеме ясно изображение само ако човекът, който се сканира, остане напълно неподвижен. И трето, изследователите все още не разбират напълно как работи.

Най-голямото оплакване от изследователите е, че fMRI може да гледа само на притока на кръв в мозъка. Не може да се занимава с дейностите на отделните нервни клетки (неврони), които са от решаващо значение за умствената функция. Всяка област от мозъка, изследвана при fMRI, е съставена от хиляди индивидуални неврони, всеки от които може да има уникална история за разказване. Тъй като определени области на мозъка, които "светват" на fMRI, могат да представляват редица различни функции, е трудно да се каже точно какъв вид мозъчна дейност се представя при сканирането.

В допълнение, резултатите от fMRI сканиране могат да бъдат трудни за интерпретиране. Например в едно проучване на UCLA на изследователя Марко Якобони, когато люлеещите се гласоподаватели бяха показани думите „демократ“, „републикански“ и „независим“, област на мозъка им, наречена амигдалата се активира, което показва чувство на безпокойство и отвращение. Но трите термина също предизвикват дейност в области на мозъка, свързани с награда, желание и свързаност. И така, как тези политически термини предизвикаха чувството на субектите - отвратени или свързани? На изследователите беше трудно да разкажат с някаква сигурност [източник: Scientific American].

Поради тези недостатъци някои критици твърдят, че fMRI не е нищо повече от високотехнологична версия на френологията, псевдонауката от 19-ти век, която твърди, че разкрива характера на човек въз основа единствено на формата на черепа му. В бъдеще изследователите се надяват да направят fMRI по-„научен“ и да подобрят точността му, като се съсредоточат върху отделните неврони. Те смятат, че записвайки електрическата активност в невроните, ще получат по-пълна и прецизна картина на мозъчната дейност.


Видео Добавка: The brain in love | Helen Fisher.




Изследване


Изкуственият Интелект На Google Вероятно Може Да Ви Победи Във Видеоигри
Изкуственият Интелект На Google Вероятно Може Да Ви Победи Във Видеоигри

Паметта На Човешкия Мозък Може Да Съхранява Целия Интернет
Паметта На Човешкия Мозък Може Да Съхранява Целия Интернет

Наука Новини


Мама И Татко Са Деца Над Радостта От Родителството
Мама И Татко Са Деца Над Радостта От Родителството

Северозападните Пожари, Забелязани От Космоса
Северозападните Пожари, Забелязани От Космоса

Трябва Ли Бебетата Да Бъдат Пуснати В Режим На Сън?
Трябва Ли Бебетата Да Бъдат Пуснати В Режим На Сън?

Болката В Краката На Мъжа Се Дължала На Редки „Косми“
Болката В Краката На Мъжа Се Дължала На Редки „Косми“

Пещерното Изкуство Разкрива Древен Изглед На Космоса
Пещерното Изкуство Разкрива Древен Изглед На Космоса


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com