Magnetencefalografi undersøker magnetisk aktivitet av hjerne. Sammen med andre metoder brukes den til å modellere hjerne funksjoner. Teknikken brukes hovedsakelig i forskning og for å planlegge vanskelige nevrokirurgiske prosedyrer på hjerne.
Hva er magnetoencefalografi?
Magnetencefalografi studerer hjernens magnetiske aktivitet. Sammen med andre metoder brukes den til å modellere hjernens funksjon. Magnetenoencefalografi, også kjent som MEG, er en undersøkelsesmetode som bestemmer hjernens magnetiske aktivitet. I denne prosessen utføres målingen av eksterne sensorer kalt SQUIDs. SQUIDs fungerer på basis av superledende spoler og kan registrere de minste magnetiske feltendringene. Superlederen krever en temperatur som er nær absolutt null. Denne avkjølingen kan bare oppnås med flytende helium. Magnetenoencefalografene er veldig dyre enheter, spesielt siden det er nødvendig med en månedlig tilførsel på ca. 400 liter flytende helium for deres drift. Hovedapplikasjonsområdet for denne teknologien er forskning. Forskningstemaer er for eksempel avklaring av synkronisering av forskjellige hjerneområder under bevegelsessekvenser eller avklaring av utviklingen av en tremor. Videre brukes magnetoencefalografi også til å identifisere hjerneområdet som er ansvarlig for en gave epilepsi.
Funksjon, effekt og mål
Magnetencefalografi brukes til å måle de små magnetiske feltendringene som produseres under hjernens nevronaktivitet. Elektriske strømmer blir begeistret i nevroner under stimulusoverføring. Hver elektrisk strøm genererer et magnetfelt. I denne prosessen dannes et aktivitetsmønster av nervecellens forskjellige aktivitet. Det er typiske aktivitetsmønstre som karakteriserer funksjonen til de enkelte hjerneområdene under forskjellige aktiviteter. I nærvær av sykdommer kan det imidlertid oppstå avvikende mønstre. Disse avvikene blir oppdaget i magnetoencefalografi ved små endringer i magnetfeltet. I denne prosessen genererer magnetiske signaler fra hjernen elektriske spenninger i magnetoencefalografens spoler, som blir registrert som måledata. De magnetiske signalene i hjernen er ekstremt små sammenlignet med eksterne magnetfelt. De er i området noen få femtotesla. Jordens magnetfelt er allerede 100 millioner ganger sterkere enn feltene som genereres av hjernebølger. Dette viser utfordringene til magnetoencefalografen for å skjerme dem mot de ytre magnetfeltene. Derfor er magnetoencefalografen vanligvis satt opp i en elektromagnetisk skjermet hytte. Der dempes innflytelsen fra lavfrekvente felt fra forskjellige elektrisk betjente objekter. I tillegg beskytter dette skjermkammeret mot elektromagnetisk stråling. Det fysiske prinsippet om skjerming er også basert på det faktum at de ytre magnetfeltene ikke har så stor romlig avhengighet som magnetfeltene som genereres av hjernen. Dermed avtar intensiteten av hjernens magnetiske signaler kvadratisk med avstand. Felt med lavere romlig avhengighet kan undertrykkes av magnetoencefalografens spiralsystem. Dette gjelder også for magnetiske signaler fra hjerteslag. Selv om jordens magnetfelt er relativt sterkt, utøver det heller ikke en forstyrrende innflytelse på målingen. Dette skyldes at det er veldig konstant. Først når magnetoencefalografen utsettes for sterke mekaniske vibrasjoner, blir påvirkningen av jordens magnetfelt merkbar. En magnetoencefalograf er i stand til å registrere den totale aktiviteten i hjernen uten tidsforsinkelse. Moderne magnetoencefalografer inneholder opptil 300 sensorer. De har et hjelmlignende utseende og er plassert på hode for måling. Magnetencefalografer er delt inn i magnetometre og gradiometre. Mens magnetometre har en pickup-spole, inneholder gradiometre to pickup-spoler med en avstand på 1.5 til 8 cm fra hverandre. I likhet med skjermingskammeret har de to spolene den effekten at magnetfelt med lav romlig avhengighet undertrykkes allerede før målingen. Det er allerede ny utvikling innen sensorer. For eksempel er det utviklet miniatyrsensorer som også kan fungere ved romtemperatur og måle magnetiske feltstyrker på opptil en picotesla. Viktige fordeler med magnetoencefalografi er dens høye tidsmessige og romlige oppløsning. Dermed er tidsoppløsningen bedre enn ett millisekund. Andre fordeler med magnetoencefalografi i forhold til EEG (elektroencefalografi) er brukervennligheten og numerisk enklere modellering.
Risiko, bivirkninger og farer
Nei Helse det forventes problemer ved bruk av magnetoencefalografi. Fremgangsmåten kan brukes uten risiko. Det skal imidlertid bemerkes at metalldeler på kroppen eller tatoveringer med metallholdige fargepigmenter kan påvirke måleresultatene under målingen. I tillegg til noen fordeler i forhold til EEG (elektroencefalografi) og andre metoder for å undersøke hjernens funksjon, har den også ulemper. Den høye tiden og romlige oppløsningen viser seg tydelig å være en fordel. I tillegg er det en ikke-invasiv nevrologisk undersøkelsesmetode. Den største ulempen er imidlertid det ikke-unike ved det omvendte problemet. I det omvendte problemet er resultatet kjent. Årsaken som førte til dette resultatet er imidlertid stort sett ukjent. Når det gjelder magnetoencefalografi, betyr dette faktum at den målte aktiviteten til hjerneområdene ikke entydig kan tildeles en funksjon eller lidelse. Bare hvis den tidligere utarbeidede modellen er riktig, er en vellykket oppgave mulig. Imidlertid kan korrekt modellering av individuelle hjernefunksjoner bare oppnås ved å koble magnetoencefalografi med de andre funksjonelle undersøkelsesmetodene. Disse metabolske funksjonelle metodene er funksjonelle magnetisk resonansbilder (fMRI), nær-infrarød spektroskopi (NIRS), positron utslipp tomografi (PET), eller enkelt fotonutslipp datatomografi (SPECT). Dette er bildebehandling eller spektroskopiske teknikker. Kombinasjonen av resultatene deres fører til forståelse av prosessene som forekommer i enkelte hjerneområder. En annen ulempe ved MEG er de høye kostnadene ved prosedyren. Disse kostnadene skyldes bruk av store mengder flytende helium som er nødvendig i magnetoencefalografi for å opprettholde superledningsevne.
