Οι πέντε βασικές τεχνολογίες για τη μελέτη του εγκεφάλου

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα μυστήριο, αλλά είναι και αυτό, ένα από τα μυστήρια που έχουν προκαλέσει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον σε όλη την ιστορία.

Μετά από χιλιετίες, ξέρουμε ότι υπάρχουν εκεί σκέψεις, συναισθήματα, υποκειμενικές αισθήσεις και αυτογνωσία. Επιπλέον, αυτό το σύνολο των οργάνων είναι τόσο πολύπλοκη, ώστε μέχρι πρόσφατα που ήθελαν να σπουδάσουν δεν θα μπορούσε μόνο να το κάνει παθητικά και έμμεσα, δηλαδή εξετάζοντας τους εγκεφάλους των νεκρών και να προσπαθήσει να συσχετίσουν τα συμπτώματα που εκφράζουν αυτό το άτομο με την ανατομία τους νευρικά όργανα.

Με ποιες τεχνολογίες είναι ο εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα που μελετάται;?

Αυτό είχε σαφή μειονεκτήματα: ούτε θα μπορούσε να αντιπαραβάλλουν τις πληροφορίες αυτές με ό, τι είχε παρατηρηθεί στη συμπεριφορά του ατόμου σε πραγματικό χρόνο (πράγμα που σημαίνει, μεταξύ άλλων, ότι δεν μπορούσαν να λάβουν χρήσιμες πληροφορίες για τη θεραπεία των ασθενών), ούτε θα μπορούσε κανείς να μελετήσει άμεσα τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, που υπάρχει μόνο στους ζωντανούς ανθρώπους. Το τελευταίο είναι πολύ σχετικό, λαμβάνοντας υπόψη ότι ο εγκέφαλος σχηματίζεται εν μέρει από τη δραστηριότητα που είναι μέσα του: τα χαρακτηριστικά της δυναμικής νευρικής λειτουργίας του καθενός τροποποιούν την ανατομία του εγκεφάλου.

Ευτυχώς σήμερα υπάρχουν τεχνολογίες που μας επιτρέπουν να μελετήσουμε όχι μόνο την ανατομία του εγκεφάλου των ζωντανών και συνειδητών ανθρώπων, αλλά και τη λειτουργία και τη δραστηριότητά της σε πραγματικό χρόνο. Αυτές οι νέες τεχνικές είναι encelografía (EGG), υπολογιστική τομογραφία (CT), τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ ή), η αγγειογραφία και λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI). Στη συνέχεια θα δούμε τα χαρακτηριστικά του καθενός από αυτά τα συστήματα.

1. Ηλεκτροεγκεφαλογραφία ή EEG

Αυτή ήταν μια από τις πρώτες μεθόδους που αναπτύχθηκαν για να «διαβάσουν» τη δραστηριότητα του εγκεφάλου, δηλαδή τα ηλεκτρικά πρότυπα πυροδότησης που διέρχονται από αυτό. Η τεχνική είναι σχετικά απλή και συνίσταται στην αποχώρηση σταθερών ηλεκτροδίων στο τριχωτό της κεφαλής του προσώπου έτσι ώστε να συλλάβει τις ηλεκτρικές παλμώσεις που συλλαμβάνουν ακριβώς κάτω για να στείλουν αυτές τις πληροφορίες σε ένα μηχάνημα. Το μηχάνημα συλλέγει αυτά τα δεδομένα και τα εκφράζει με τη μορφή γραμμών και κορυφών δραστηριότητας μέσω ενός γραφικού plotter, όπως και οι σεισμογράφοι που μετρούν την ένταση των σεισμών. Αυτό το αρχείο δραστηριότητας ονομάζεται εγκεφαλογράφημα.

Το EEG είναι πολύ απλό και ευπροσάρμοστο, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της δραστηριότητας μερικών νευρώνων ή μεγαλύτερων περιοχών του εγκεφαλικού φλοιού. Χρησιμοποιείται ευρέως για τη μελέτη περιπτώσεων επιληψίας καθώς και εγκεφαλικών κυμάτων ύπνου, αλλά καθώς δεν είναι πολύ ακριβής δεν μας επιτρέπει να γνωρίζουμε ακριβώς σε ποιο τμήμα του εγκεφάλου αυτά τα πρότυπα ενεργοποίησης ξεκινούν. Επιπλέον, η γνώση του τρόπου ερμηνείας των εγκεφαλογραφιών είναι πολύπλοκη και χρειάζεστε μια καλή εκπαίδευση και κατάρτιση για να το κάνετε.

2. Ηλεκτρονική αξονική τομογραφία ή CAT σάρωση

Το ηλεκτρονική αξονική τομογραφία (CAT), σε αντίθεση με την εγκεφαλογραφία, μας δίνει μια εικόνα του εγκεφάλου και της ανατομίας του που φαίνεται από διάφορες οπτικές γωνίες, αλλά όχι από τη δραστηριότητά του. Γι 'αυτό βασικά χρησιμεύει για να μελετήσει τις μορφές και τις αναλογίες των διαφόρων τμημάτων του εγκεφάλου σε κάθε δεδομένη στιγμή.

3. Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων ή ΡΕΤ

Αυτό το είδος τομογραφία χρησιμεύει στη μελέτη της δραστηριότητας του εγκεφάλου σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, αν και έμμεσα. Για να εφαρμοστεί αυτή η τεχνική, μια ελαφρώς ραδιενεργή ουσία εγχέεται στο αίμα του ατόμου, γεγονός που θα αφήσει ένα ίχνος ακτινοβολίας όπου θα περάσει. Στη συνέχεια, οι αισθητήρες θα ανιχνεύουν σε πραγματικό χρόνο, ποιες περιοχές του εγκεφάλου είναι αυτές που συλλαμβάνουν περισσότερη ακτινοβολία, η οποία μπορεί να υποδεικνύει ότι αυτές οι περιοχές απορροφούν περισσότερο αίμα, επειδή, ακριβώς, κρατούν πιο ενεργό.

Από αυτές τις πληροφορίες μια οθόνη επαναδημιουργεί την εικόνα ενός εγκεφάλου με τις πιο ενεργοποιημένες περιοχές που υποδεικνύονται.

4. Αγγειογράφημα

Το αγγειογράφημα Φαίνεται λίγο σαν το ΡΕΤ, αν και στην περίπτωση αυτή ένα είδος μελάνης εγχέεται στο αίμα. Επιπλέον, η μελάνη δεν συσσωρεύεται για λίγο στους τομείς της πιο ενεργοποιημένου εγκέφαλο, σε αντίθεση με ό, τι συμβαίνει με ακτινοβολία, και διατηρείται κυκλοφορεί μέσω των αιμοφόρων αγγείων μέχρι να εξαφανιστεί, ώστε να μην επιτρέπει τη λήψη μίας εικόνας του την εγκεφαλική δραστηριότητα και ναι της δομής και της ανατομίας της.

Χρησιμοποιείται ειδικά για τον εντοπισμό ασθενειών σε περιοχές του εγκεφάλου.

5. Απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI και fMRI)

Τόσο το απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ως "εκτεταμένη" εκδοχή, λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ή fMRI, είναι δύο από τις πιο δημοφιλείς τεχνικές μελέτης εγκεφάλου στην έρευνα που σχετίζεται με την ψυχολογία και τις νευροεπιστήμες.

Η λειτουργία του βασίζεται στην τη χρήση ραδιοκυμάτων σε ένα μαγνητικό πεδίο στο οποίο εισέρχεται ο επικεφαλής του εν λόγω ατόμου.

Οι περιορισμοί αυτών των τεχνικών

Η χρήση αυτών των τεχνολογιών δεν είναι απαλλαγμένη από προβλήματα. Η πιο προφανής είναι το κόστος: τα μηχανήματα που απαιτούνται για την χρήση είναι πολύ ακριβά, και ότι το κόστος ευκαιρίας που έχουν κρατήσει ένα χώρο για κλινική και έχουν τουλάχιστον ένα εξαιρετικά ειδικευμένο πρόσωπο που θα οδηγήσουν πρέπει να προστεθεί η διαδικασία.

Επιπλέον, οι πληροφορίες που σχετίζονται με τα τμήματα του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται δεν παρέχουν πάντα πολλές πληροφορίες, αφού κάθε εγκέφαλος είναι μοναδικός. Αυτό καθιστά το γεγονός ότι ένα μέρος του εγκεφαλικού φλοιού "ανάβει" δεν πρέπει να σημαίνει ότι το μέρος που είναι υπεύθυνο για τη λειτουργία Χ έχει ενεργοποιηθεί.