MRI (Magnetic Resonance Imaging)는 의사들에게 뇌 구조의 아주 좋은 이미지를 얻을 수있는 능력을 부여했습니다. 기능적 MRI로 알려진 새로운 기술은 뇌 활동을 간접적으로 측정함으로써 훨씬 더 발전 할 수 있습니다. 대부분의 경우이 기술은 연구 연구에만 사용되지만 임상 환경에서는 더욱 보편화되고 있습니다.
어느 시점에서 기능적 MRI를 사용하여 만든 이미지를 보셨을 것입니다. 언어 또는 움직임과 같은 일부 기능과 관련된 뇌 영역을 묘사하는 색상 영역이있는 뇌를 보여줍니다. 이러한 연구는 매우 인기가 있습니다.이 기술을 사용하는 수백 개의 과학 기사가 매달 출판되며, 그 중 많은 기사가 일반 언론에서도 언급됩니다. 그러나 이러한 이미지는 어떻게 만들어지며 실제로 무엇을 나타 냅니까?
매튜 시몬스 / 스트링거 / 게티 이미지
기능적 MRI의 작동 원리
기능적 MRI는 혈액 산소 수준 의존 (BOLD) 조영이라는 특수 신호를 사용합니다. 뇌를 통해 흐르는 혈액은 헤모글로빈이라는 분자에 산소를 운반합니다. 헤모글로빈 분자는 또한 철을 운반하므로 자기 신호가 있습니다. 헤모글로빈 분자는 산소를 운반하지 않을 때와 산소에 부착되어있을 때 자기 특성이 다른 것으로 나타 났으며,이 작은 차이는 MRI 기계로 감지 할 수 있습니다.
뇌의 한 영역이 더 활동적 일 때 처음에는 혈액에서 많은 산소를 소모합니다. 얼마 지나지 않아 뇌는 산소 공급을 회복하기 위해 국소 혈관을 확장합니다. 뇌는이 일을 너무 잘 수행하여 처음에 사용했던 것보다 더 많은 산소가 함유 된 혈액이 그 부위로 들어갑니다. MRI 기계는 이러한 혈중 산소 증가로 인한 신호 차이를 감지 할 수 있습니다.
따라서 기능적 MRI 연구는 실제로 신경 세포 활동을 직접 조사하는 것이 아니라 혈액 산소 수준이 어떻게 변화하고이 활동을 신경 발화와 연관시키는 지 조사하고 있습니다. 연구에 따르면 혈관 기형, 종양 및 정상적인 노화와 같은 질병이 신경 활동과 굵은 신호를 초래하는 국소 혈류 간의 관계를 바꿀 수 있지만이 가정은 일반적으로 옳다는 것을 보여줍니다.
의사가 기능성 MRI를 사용하는 방법
비교적 최신 기술이고 다른 기술이 fMRI와 유사한 질문에 답할 수 있기 때문에 fMRI는 임상 또는 병원 환경에서 일반적으로 사용되지 않습니다. 그러나 중요한 뇌 수술을 계획하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 신경 외과 의사가 뇌의 언어 중심 가까이에있는 뇌종양을 제거하고자하는 경우, 언어와 관련된 뇌 영역을 정확히 보여주기 위해 fMRI 연구를 지시 할 수 있습니다. 이것은 신경 외과 의사가 수술을 수행하는 동안 해당 부위를 손상시키지 않도록 도와줍니다. 그러나 fMRI의 가장 일반적인 용도는 의학 연구입니다.
fMRI를 사용하여 수행 한 연구 유형
뇌 기능을 시각화하기 위해 fMRI를 사용하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 특정 작업이나 자극에 반응하는 뇌의 특정 영역을 찾는 데 중점을 둡니다. 예를 들어, MRI 스캐너에있는 사람은 일부 지점에서 깜박이는 바둑판이 표시되고 다른 경우에는 빈 화면이 표시 될 수 있습니다. 깜박이는 바둑판을 볼 때마다 버튼을 누르라는 요청을받을 수 있습니다. 작업 중 신호는 작업이 완료되지 않았을 때의 신호와 비교되며 결과는 깜박이는 바둑판을보고 버튼을 누를 때 어떤 뇌 영역이 관련되었는지에 대한 일종의 그림이됩니다.
fMRI를 사용할 수있는 다른 방법은 신경망을 평가하는 것입니다. 여기에는 뇌의 어떤 영역이 서로 대화하고 있는지 파악하는 것이 포함됩니다. 뇌의 한 영역이 일반적으로 다른 영역과 동시에 켜지면 뇌의이 두 영역이 연결될 수 있습니다. 이런 종류의 연구를 수행하기 위해 어떤 작업도 필요하지 않을 수도 있습니다. 이러한 이유로 이러한 연구는 때때로 휴지 상태 기능 자기 공명 영상이라고합니다.
기능적 MRI 연구에서 얻은 정보는 매우 복잡하며 의미있는 통계 분석이 많이 필요합니다. 이로 인해 분석에 오류가 발생할 가능성이 많은 것처럼 보였기 때문에 많은 사람들이 기능적 MRI 연구 결과를 불신하게되었습니다. 그러나 연구자와 검토 자 모두 새로운 기술에 익숙해지면서 결과는 더욱 신뢰할 수 있고 신뢰할 수있게되었습니다.
미래의 미래
기능적 MRI 연구는 이미 우리가 신경 경로와 국소화에 대해 알고있는 것을 확인하는 것 외에도 뇌에 대해 많은 다른 것을 보여주었습니다. fMRI가 임상 환경에서 일반적으로 사용 될지 여부를 말하기는 어렵지만, 연구 도구로서의 인기와 효과만으로도 의사와 일반인 모두이 도구가 작동하는 방식에 대한 기본적인 이해가 중요합니다.
