مهني بالرسم التصويري المغنطيسي

ال مهني بالرسم التصويري المغنطيسي (الرنين المغناطيسي الوظيفي) هي طريقة التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي للتمثيل البصري للتغيرات الفسيولوجية في الجسم. يقوم على المبادئ الفيزيائية للرنين المغناطيسي النووي. بالمعنى الضيق ، يستخدم المصطلح فيما يتعلق بفحص المناطق النشطة في الدماغ.

ما هو التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي؟

باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الكلاسيكي ، يتم عرض صور ثابتة للأعضاء والأنسجة المقابلة ، بينما يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التغيرات في نشاط الدماغ من خلال صور ثلاثية الأبعاد عند تنفيذ أنشطة معينة.

على أساس التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي (MRT) ، طور الفيزيائي كينيث كوونج التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتصوير التغيرات في النشاط في مناطق مختلفة من الدماغ. تقيس هذه الطريقة التغيرات في تدفق الدم في المخ والتي ترتبط بالتغيرات في النشاط في المناطق المقابلة من الدماغ عبر اقتران الأوعية الدموية العصبية.

تستخدم هذه الطريقة البيئة الكيميائية المختلفة لنواة الهيدروجين المقاسة في الهيموغلوبين للدم الفقير بالأكسجين والدم الغني بالأكسجين. الهيموغلوبين المؤكسج (أوكسي هيموغلوبين) ثنائي المغنطيسية ، بينما الهيموغلوبين الخالي من الأكسجين (ديوكسي هيموغلوبين) له خصائص بارامغناطيسية. يشار أيضًا إلى الاختلافات في الخواص المغناطيسية للدم باسم تأثير BOLD (التأثير المعتمد على مستوى أكسجين الدم). يتم تسجيل العمليات الوظيفية في الدماغ في شكل سلسلة من الصور المقطعية.

بهذه الطريقة ، يمكن فحص التغيرات في النشاط في مناطق الدماغ الفردية من خلال مهام محددة في موضوع الاختبار. تُستخدم هذه الطريقة في البداية للبحث الأساسي لمقارنة أنماط النشاط لدى الأشخاص الأصحاء الضابطين بأنشطة الدماغ للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات عقلية. بمعنى أوسع ، يشمل مصطلح التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الوظيفي أيضًا التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الحركي ، والذي يصف التمثيل المتحرك للأعضاء المختلفة.

الوظيفة والتأثير والأهداف

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي هو تطور إضافي للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRT). باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الكلاسيكي ، يتم عرض صور ثابتة للأعضاء والأنسجة المقابلة ، بينما يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التغيرات في نشاط الدماغ من خلال صور ثلاثية الأبعاد عند تنفيذ أنشطة معينة.

بمساعدة هذا الإجراء غير الجراحي ، يمكن ملاحظة الدماغ في مواقف مختلفة. كما هو الحال مع التصوير بالرنين المغناطيسي الكلاسيكي ، يعتمد الأساس المادي للقياس في البداية على الرنين المغناطيسي النووي. من خلال تطبيق مجال مغناطيسي ثابت ، يتم محاذاة دوران بروتونات الهيموجلوبين طوليًا. يضمن المجال المتناوب عالي التردد المطبق بشكل عرضي على اتجاه المغنطة هذا الانحراف العرضي للمغنطة إلى المجال الساكن حتى الرنين (تردد لامور). إذا تم إيقاف تشغيل حقل التردد العالي ، فإنه يستغرق وقتًا معينًا أثناء إطلاق الطاقة حتى تقوم المغنطة بإعادة تنظيم نفسها على طول المجال الثابت.

يتم قياس وقت الاسترخاء هذا. في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، يتم استغلال حقيقة أن ديوكسي هيموغلوبين وأوكسي هيموغلوبين ممغنط بشكل مختلف. ينتج عن هذا قيم مقاسة مختلفة لكلا الشكلين ، والتي يمكن أن تُعزى إلى تأثير الأكسجين. ومع ذلك ، نظرًا لأن نسبة أوكسي هيموغلوبين إلى ديوكسي هيموغلوبين تتغير باستمرار أثناء العمليات الفسيولوجية في الدماغ ، يتم إجراء التسجيلات التسلسلية كجزء من الرنين المغناطيسي الوظيفي ، الذي يسجل التغييرات في جميع الأوقات. بهذه الطريقة ، يمكن عرض أنشطة الخلايا العصبية بدقة مليمترية في نافذة زمنية لبضع ثوان. يتم تحديد موقع النشاط العصبي بشكل تجريبي عن طريق قياس إشارة الرنين المغناطيسي في نقطتين مختلفتين في الوقت المناسب.

أولاً ، يتم القياس في حالة الراحة ثم في حالة الإثارة. ثم يتم إجراء مقارنة التسجيلات في إجراء اختبار إحصائي ويتم تخصيص الفروق ذات الدلالة الإحصائية مكانيًا. للأغراض التجريبية ، يمكن تقديم الحافز إلى شخص الاختبار عدة مرات. هذا يعني عادة أن المهمة تتكرر عدة مرات. يتم حساب الاختلافات من مقارنة البيانات من مرحلة التحفيز مع نتائج القياس من مرحلة الراحة ومن ثم تمثيلها بيانياً. باستخدام هذا الإجراء ، كان من الممكن تحديد مناطق الدماغ النشطة في أي نشاط. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد الاختلافات بين مناطق معينة من الدماغ في الأمراض النفسية والعقول السليمة.

بالإضافة إلى البحث الأساسي ، الذي يوفر رؤى مهمة في تشخيص الأمراض النفسية ، تُستخدم الطريقة أيضًا مباشرة في الممارسة السريرية. المجال السريري الرئيسي لتطبيق الرنين المغناطيسي الوظيفي هو توطين مناطق الدماغ ذات الصلة باللغة عند التحضير لعمليات أورام الدماغ. هذا لضمان الحفاظ على هذه المنطقة إلى حد كبير أثناء العملية. المجالات السريرية الأخرى لتطبيق التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تتعلق بتقييم المرضى الذين يعانون من ضعف الوعي ، مثل الغيبوبة أو الحالة الإنباتية أو MCS (الحد الأدنى من حالة الوعي).

المخاطر والآثار الجانبية والأخطار

على الرغم من النجاح الكبير للتصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، يجب أيضًا النظر إلى هذه الطريقة بشكل نقدي من حيث قيمتها الإعلامية. كان من الممكن تحديد الروابط الأساسية بين أنشطة معينة وتنشيط مناطق الدماغ المقابلة. كما أصبحت أهمية مناطق معينة من الدماغ بالنسبة للأمراض النفسية أكثر وضوحًا.

ومع ذلك ، يتم هنا فقط قياس التغيرات في تركيز الأكسجين في الهيموجلوبين. نظرًا لأن هذه العمليات يمكن أن تكون موضعية في مناطق معينة من الدماغ ، فمن المفترض أن هذه المناطق من الدماغ يتم تنشيطها أيضًا بسبب اقتران الأوعية الدموية العصبية. لذلك لا يمكن ملاحظة الدماغ مباشرة أثناء التفكير. تجدر الإشارة إلى أن التغيير في تدفق الدم يحدث فقط بعد فترة كمون لبضع ثوان بعد النشاط العصبي. لذلك ، من الصعب أحيانًا التعيين المباشر. إن ميزة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي على طرق الفحص العصبي غير الغازية هي التوطين المكاني الأفضل للأنشطة.

ومع ذلك ، فإن الدقة الزمنية أقل بكثير. كما أن التحديد غير المباشر للأنشطة العصبية من خلال قياسات تدفق الدم وأكسجة الهيموجلوبين يخلق حالة من عدم اليقين. يُفترض زمن انتقال يزيد عن أربع ثوانٍ. يبقى أن يتم التحقيق فيما إذا كان يمكن افتراض الأنشطة العصبية الموثوقة بمحفزات أقصر. ومع ذلك ، هناك أيضًا حدود تطبيق تقني للتصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، والتي تستند ، من بين أمور أخرى ، إلى حقيقة أن تأثير BOLD لا يتولد فقط عن طريق الأوعية الدموية ، ولكن أيضًا عن طريق أنسجة الخلايا المجاورة للأوعية.