कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग कसे कार्य करते?

कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग समजून घेणे

मेगनेटिक रेझोनान्स इमेजिंग (एमआरआय) ने डॉक्टरांना मेंदूच्या संरचनांची खूप चांगली प्रतिमा प्राप्त करण्याची क्षमता दिली आहे. कार्यरत एमआरआय म्हणून ओळखले जाणारे एक नवीन तंत्र अप्रत्यक्षपणे मस्तिष्क क्रियाकलाप मोजण्यासाठी देखील जाऊ शकते. बहुतेक वेळा तंत्रज्ञानाचा अभ्यास केवळ संशोधन अभ्यासांमध्ये केला जातो, परंतु हे क्लिनिकल सेटिंगमध्ये अधिक सामान्य होत आहे.

आपण कदाचित काही टप्प्यावर फंक्शनल एमआरआय वापरून तयार केलेल्या प्रतिमा भेटलात.

भाषा किंवा चळवळीसारख्या फंक्शनशी निगडीत असलेल्या मेंदूचे रंगीत भाग असलेले मेंदू दर्शवितात. हे अभ्यास खूप लोकप्रिय आहेत: या तंत्रज्ञानाचा वापर करून शेकडो वैज्ञानिक लेख प्रत्येक महिन्यात प्रकाशित होतात, ज्यापैकी काही देखील ले प्रेसमध्ये देखील नमूद केले आहेत. परंतु या प्रतिमा कशा बनल्या आहेत आणि ते प्रत्यक्षात काय दर्शवतात?

कार्यात्मक एमआरआय कसे कार्य करते

कार्यात्मक एमआरआय रक्त आक्सीजन स्तर अवलंबून असलेल्या (BOLD) कॉन्ट्रास्ट म्हणून विशेष सिग्नल वापरते. मेंदूतून वाहते रक्त हिमोग्लोबिन नावाच्या आण्विकांवर ऑक्सिजन करतात. हिमोग्लोबिनचे अणू देखील लोह करतात आणि म्हणूनच चुंबकीय सिग्नल असते. हे आढळते की हिमोग्लोबिनचे अणू वेगवेगळे चुंबकीय गुणधर्म आहेत जेव्हा ते ऑक्सिजनला जोडतात तेव्हा ते ऑक्सिजन घेत नसताना आणि या लहान फरकाने एमआरआय मशीनसह शोधले जाऊ शकतात.

जेव्हा मेंदूचा एखादा क्षेत्र अधिक कार्यक्षम असतो, तेव्हा सुरुवातीला ते रक्तातील भरपूर ऑक्सिजन वापरतात.

थोड्याच वेळात ऑक्सिजनचा पुरवठा पुनर्संचयित करण्यासाठी मेंदू स्थानिक रक्तवाहिन्या फैलावतो. मेंदू देखील हे काम अगदी थोडे चांगले करू शकतो जेणेकरून प्रारंभी वापरण्यात येण्यापेक्षा जास्त ऑक्सिजनयुक्त रक्त क्षेत्रावर जाते. एमआरआय यंत्र सिग्नलमधील फरक शोधू शकतो ज्यामुळे रक्तातील ऑक्सिजनमध्ये वाढ होते.

कार्यरत एमआरआय अभ्यास प्रत्यक्षात थेट न्यूरॉनल क्रियाकलाप पाहत नाहीत, परंतु हे क्रियाकलाप रक्त रक्तातील ऑक्सिजनच्या पातळीमध्ये कसे बदलतात आणि या क्रियाकलापांशी संबंधाने कार्यरत आहेत हे पहात आहेत. अभ्यासात दिसून आले आहे की ही धारणा सामान्यतः बरोबर आहे, परंतु व्हॅस्क्युलर विरूपता, ट्यूमर आणि अगदी सामान्य वृध्दत्व यांसारख्या आजारांमुळे मज्जासंस्थेसंबंधीचा क्रियाकलाप आणि स्थानिक रक्त प्रवाह यांच्यातील संबंध बदलू शकतात ज्यामुळे बोल्ड सिग्नल होऊ शकतात.

डॉक्टर कार्यात्मक एमआरआय कसे वापरू शकतात?

कारण ही तुलनेने नवीन तंत्रज्ञान आहे आणि कारण इतर तंत्रे त्याचप्रकारच्या प्रश्नांची उत्तरे देऊ शकतात कारण ते एफएमआरआय करू शकतात, एफएमआरआय सामान्यतः क्लिनिकल किंवा हॉस्पिटल सेटिंग्जमध्ये वापरली जात नाही. तथापि, ही योजना महत्वपूर्ण मेंदू शस्त्रक्रिया करण्यात मदत करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, एखाद्या मेंदूच्या पेशी मस्तिष्कांच्या भाषा केंद्राच्या जवळ असलेल्या ब्रेन ट्यूमरला काढून टाकू इच्छित असल्यास, एखाद्या भाषेतील मेंदूच्या कोणत्या क्षेत्राशी संबंध आहे हे दर्शविण्यास मदत करण्यासाठी ते एफएमआरआय अभ्यासाची मागणी करू शकतात. यामुळे न्यूरोसर्जन हे शस्त्रक्रिया करताना त्या प्रदेशांना हानीकारक ठरते . तथापि, एफएमआरआयचा सर्वात सामान्य वापर वैद्यकीय संशोधन आहे.

एफएमआरआयच्या सहाय्याने कोणत्या प्रकारचे संशोधन केले जाते?

मेंदूच्या कार्याचे दृश्यमान करण्यासाठी एफएमआरआय वापरण्याचे दोन मुख्य मार्ग आहेत. एक पद्धत काही कार्य किंवा उत्तेजनांना प्रतिसाद देणार्या मेंदूच्या विशिष्ट भाग शोधण्यावर लक्ष केंद्रीत करते.

उदाहरणार्थ, एमआरआय स्कॅनरमधील व्यक्ती काही ठिकाणी फ्लॅशिंग चेकरबोर्ड दर्शविते आणि काही वेळा रिकाम्या स्क्रीनवर. जेव्हा ते फ्लॅशिंग चेकरबोर्ड पाहतात तेव्हा त्यांना एक बटन दाबण्यास सांगितले जाऊ शकते. कार्य चालू असताना सिग्नलची तुलना सिग्नलशी केली जाईल जेव्हा कार्य पूर्ण होत नाही, आणि परिणामी एक फ्लॅशिंग चेकरबोर्ड पाहताना आणि नंतर बटण दाबून काय मेंदूचे क्षेत्र समाविष्ट होते याचे एक प्रकारचे चित्र असेल.

एफएमआरआयचा वापर करणे इतर मार्ग म्हणजे मज्जासंस्थांच्या नेटवर्कचे मूल्यमापन करणे. यामध्ये मस्तिष्कचे कोणते क्षेत्र एकमेकांशी बोलत आहेत हे जाणून घेणे हे आहे. जर बुद्धीचा एक भाग दुस-यांदा एकाच वेळी उजेडात असतो, तर मेंदूचे हे दोन भाग जोडता येतील.

अशा प्रकारच्या अभ्यासासाठी कोणतेही कार्य आवश्यक नसते. या कारणास्तव, या अभ्यासांना काहीवेळा राज्य कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग असे म्हटले जाते.

कार्यात्मक एमआरआय अभ्यासांमधून येणारी माहिती अतिशय गुंतागुंतीची आहे आणि अर्थपूर्ण असण्याकरता बर्याच सांख्यिकीय विश्लेषणाची आवश्यकता आहे. यामुळे सुरुवातीला अनेक लोक कार्यरत एमआरआयचे अभ्यासाचे निष्कर्ष अविश्वासात करू लागले, कारण असे वाटले की विश्लेषणामध्ये त्रुटींच्या अनेक संभाव्य संधी होत्या. तथापि, दोन्ही संशोधक आणि पुनरावलोकनकर्ते नवीन तंत्रज्ञानाशी अधिक परिचित झाल्यामुळे, परिणाम आणखी विश्वसनीय आणि विश्वासार्ह दोन्ही होत आहेत.

कार्यात्मक एमआरआय साठी भविष्यातील काय आहे?

कार्यात्मक एमआरआय अभ्यासांमुळे मस्तिष्कबद्दल बर्याच वेगळे गोष्टी आधीच दिसून आल्या आहेत, ज्यामुळे आम्ही न्यूरल पाथस् आणि लोकिकीकरण बद्दल आधीच माहित असलेल्या गोष्टी निश्चित केल्या आहेत. एखाद्या क्लिनीकल सेटिंगमध्ये एफएमआरआयचा नेहमी वापर केला जावा की नाही हे सांगणे अवघड आहे, परंतु केवळ हे संशोधन साधन म्हणून लोकप्रियता आणि प्रभावकार्यामुळे हे डॉक्टर आणि लोक दोघांनाही हे उपकरण कसे कार्य करते याची मूलभूत समज ठेवते.

_{स्त्रोत:}

_{प्रेसमॅन पी, गिटलमॅन डी. फंक्शनल एमआरआय: न्यूरॉलॉजी रहिवाशांसाठी एक प्राइमर. न्युरॉलॉजी 2012 मार्च 06, 78 (10) ई68-ई 71}

_{फाउरो एसएच, मोहम्मद एफबी, हौटन व्ही. फंक्शनल एमआरआय: बेसिक प्रिन्सिपल्स अॅन्ड क्लिनीकल ऍप्लिकेशन्स: ऑक्सफोर्ड यूनिव्हार्सिटी प्रेस, यूएसए, 2006.}