magnetoencephalography

Det magnetoencephalography studerer hjernens magnetiske aktivitet. Sammen med andre metoder bruges det til at modellere hjernefunktioner. Denne teknik bruges hovedsageligt til forskning og til planlægning af vanskelige neurokirurgiske indgreb på hjernen.

Hvad er magnetoencefalografi?

Magnetoencephalography, også kaldet MEG er en undersøgelsesmetode, der bestemmer hjernens magnetiske aktivitet. Målingen udføres af eksterne sensorer, de såkaldte SQUID'er. SQUID'er fungerer på basis af superledende spoler og kan registrere de mindste ændringer i magnetfeltet. Superlederen kræver en temperatur, der er næsten absolut nul.

Denne afkøling kan kun opnås med flydende helium. Magnetoencefalografierne er meget dyre enheder, især da der kræves omkring 400 liter flydende helium hver måned. Det vigtigste anvendelsesområde for denne teknologi er forskning. Forskningsemner er for eksempel afklaring af synkronisering af forskellige hjerneområder under bevægelsessekvenser eller belysning af udviklingen af ​​en rysten. Magnetoencephalography bruges også til at identificere det hjerneområde, der er ansvarlig for en eksisterende epilepsi.

Funktion, effekt & mål

Magnetoencephalography bruges til at måle de små ændringer i magnetfeltet, der genereres under hjernens neuronale aktivitet. Elektriske strømme stimuleres i nervecellerne, når stimulansen overføres.

Hver elektrisk strøm skaber et magnetfelt. Nervecellenes forskellige aktivitet skaber et aktivitetsmønster. Der er typiske aktivitetsmønstre, der kendetegner funktionen af ​​de enkelte hjerneområder i forskellige aktiviteter. I nærvær af sygdomme kan der dog opstå afvigende mønstre. Ved magnetoencephalography detekteres disse afvigelser ved små ændringer i magnetfeltet.

Hjernens magnetiske signaler genererer elektriske spændinger i spiralerne i magnetoencefalografen, som registreres som måledata. De magnetiske signaler i hjernen er ekstremt små sammenlignet med eksterne magnetfelter. De er inden for et par femtotesla. Jordens magnetfelt er allerede 100 millioner gange stærkere end de felter, der genereres af hjernebølger.

Dette viser magnetoencefalografens udfordringer med at beskytte dem mod eksterne magnetfelter. Som regel installeres magnetoencefalografen derfor i en elektromagnetisk afskærmet kabine. Der dæmpes påvirkningen af ​​lavfrekvensfelter fra forskellige elektrisk betjente genstande. Derudover beskytter dette afskærmningskammer mod elektromagnetisk stråling.

Det fysiske princip for afskærmning er også baseret på det faktum, at de eksterne magnetfelter ikke er så afhængige af placering som de magnetiske felter, der genereres af hjernen. Intensiteten af ​​hjernens magnetiske signaler falder kvadratisk med afstanden. Felter, der er mindre afhængige af placering, kan undertrykkes af magnetsencefalografens spolesystem. Dette gælder også for magnetiske signaler fra hjerteslag. Selvom jordens magnetfelt er relativt stærkt, forstyrrer det ikke målingen.

Det skyldes, at det er meget konstant. Påvirkningen af ​​jordens magnetfelt kan kun ses, når magnetoencefalografen udsættes for stærke mekaniske vibrationer. En magnetoencephalograf er i stand til at registrere hjernens samlede aktivitet uden forsinkelse. Moderne magnetiske encefalografier indeholder op til 300 sensorer.

De har et hjelmlignende udseende og placeres på hovedet til måling. I magnetoencefalografier sondres der mellem magnetometre og gradiometre. Mens magnetometre har en opsamlingsspole, indeholder gradiometre to opsamlingsspoler i en afstand fra 1,5 til 8 cm. Ligesom afskærmningskammeret har de to spoler den virkning, at magnetfelter med lille rumlig afhængighed undertrykkes allerede før målingen.

Der er allerede nye udviklinger inden for sensorer. Så der blev udviklet minisensorer, der også fungerer ved stuetemperatur og kan måle magnetfeltstyrker på op til en picotesla. Vigtige fordele ved magnetoencephalography er dens høje tidsmæssige og rumlige opløsning. Tidsopløsningen er bedre end et millisekund. Yderligere fordele ved magnetoencephalography i forhold til EEG (elektroencephalography) er dens brugervenlighed og den numerisk enklere modellering.

Du kan finde din medicin her

Risici, bivirkninger og farer

Ingen sundhedsmæssige problemer kan forventes, når man bruger magnetoencefalografi. Proceduren kan bruges uden risiko. Det skal dog bemærkes, at metaldele på kroppen eller tatoveringer med metalholdige farvepigmenter kunne påvirke måleresultaterne under målingen.

Ud over nogle fordele i forhold til EEG (elektroencefalografi) og andre metoder til undersøgelse af hjernefunktion har det også ulemper. Den høje tid og rumopløsning viser sig klart at være en fordel. Det er også en ikke-invasiv neurologisk undersøgelse. Den største ulempe er imidlertid tvetydigheden ved det omvendte problem. I tilfælde af det inverse problem er resultatet kendt. Den årsag, der førte til dette resultat, er imidlertid stort set ukendt.

Med hensyn til magnetoencefalografi betyder dette faktum, at den målte aktivitet i hjerneområder ikke klart kan henføres til en funktion eller lidelse. En vellykket opgave er kun mulig, hvis den tidligere udarbejdede model gælder.Korrekt modellering af de individuelle hjernefunktioner kan kun opnås ved kobling af magnetoencefalografi med de andre funktionelle undersøgelsesmetoder.

Disse metabolske funktionelle metoder er funktionel magnetisk resonansafbildning (fMRI), nær infrarød spektroskopi (NIRS), positronemissionstomografi (PET) eller enkeltfotonemission computertomografi (SPECT). Dette er billeddannelses- eller spektroskopiske metoder. Kombinationen af ​​deres resultater fører til en forståelse af de processer, der finder sted i de enkelte hjerneområder. En anden ulempe ved MEG er processens høje omkostningsfaktor. Disse omkostninger skyldes brugen af ​​store mængder flydende helium, som er nødvendigt i magnetoencephalography, for at opretholde superledningsevne.