A magnetoencefalográfia a agy. Más módszerekkel együtt modellezésre használják agy funkciókat. A technikát főként a kutatás során és a bonyolult idegsebészeti eljárások megtervezésére használják agy.
Mi a magnetoencefalográfia?
A magnetoencefalográfia az agy mágneses aktivitását vizsgálja. Más módszerekkel együtt az agyműködés modellezésére szolgál. A magnetoencefalográfia, más néven MEG, olyan vizsgálati módszer, amely meghatározza az agy mágneses aktivitását. Ebben a folyamatban a mérést SQUID nevű külső érzékelők végzik. A SQUID-ek szupravezető tekercsek alapján működnek, és képesek regisztrálni a legkisebb mágneses tér változásokat. A szupravezető olyan hőmérsékletet igényel, amely közel van az abszolút nullához. Ez a hűtés csak folyékony héliummal érhető el. A magnetoencefalográfok nagyon drágák, főleg, hogy működésükhöz havonta kb. 400 liter folyékony hélium szükséges. Ennek a technológiának a fő alkalmazási területe a kutatás. A kutatási témák például a különböző agyterületek szinkronizálásának tisztázása a mozgássorozatok során, vagy a remegés. Ezenkívül a magnetoencefalográfiát használják a jelenért felelős agyterület azonosítására is epilepszia.
Funkció, hatás és célok
A magnetoencephalográfiát az agy neuronális aktivitása során keletkező kis mágneses tér változásainak mérésére használják. Az ingerületátvitel során az elektromos áramokat gerjesztik az idegsejtek. Minden elektromos áram mágneses teret generál. Ebben a folyamatban az idegsejtek eltérő aktivitása révén aktivitási mintázat alakul ki. Vannak tipikus tevékenységi minták, amelyek az egyes agyterületek működését jellemzik a különböző tevékenységek során. Betegségek jelenlétében azonban eltérõ minták léphetnek fel. Ezeket az eltéréseket a magnetoencefalográfiában enyhe mágneses térváltozások észlelik. Ebben a folyamatban az agy mágneses jelei elektromos feszültségeket generálnak a magnetoencefalográf tekercsében, amelyeket mérési adatokként rögzítenek. Az agy mágneses jelei rendkívül kicsiek a külső mágneses mezőkhöz képest. Néhány femtotesla tartományban vannak. A föld mágneses tere már 100 milliószor erősebb, mint az agyhullámok által generált mezők. Ez megmutatja a magnetoencefalográfus kihívásait, hogy megvédje őket a külső mágneses terektől. Ezért a magnetoencefalográfot általában elektromágnesesen árnyékolt kabinban helyezik el. Ott a különböző elektromosan működtetett tárgyakból származó alacsony frekvenciájú mezők hatása gyengül. Ezenkívül ez az árnyékoló kamra is véd elektromágneses sugárzás. Az árnyékolás fizikai elve azon a tényen is alapul, hogy a külső mágneses mezőknek nincs olyan nagy térbeli függőségük, mint az agy által létrehozott mágneses mezőknek. Így az agy mágneses jeleinek intenzitása kvadratikusan csökken a távolságtól. Az alacsonyabb térbeli függőségű mezőket a magnetoencefalográf tekercsrendszere elnyomhatja. Ez igaz a szívverések mágneses jeleire is. Noha a föld mágneses tere viszonylag erős, nem gyakorol zavaró hatást a mérésre. Ez abból adódik, hogy nagyon állandó. Csak akkor, amikor a magnetoencefalográf erős mechanikai rezgéseknek van kitéve, észrevehetővé válik a föld mágneses mezőjének hatása. A magnetoencefalográf képes késleltetés nélkül rögzíteni az agy teljes aktivitását. A modern magnetoencefalográfok legfeljebb 300 érzékelőt tartalmaznak. Sisakszerű megjelenésűek és a fej méréshez. A magnetoencefalográfokat magnetométerekre és gradiométerekre osztják. Míg a magnetométereknek egy felszedőtekercsük van, a gradiométereknek két, egymástól 1.5–8 cm-re elhelyezkedő felvevőtekercs van. Az árnyékoló kamrához hasonlóan a két tekercs is azt eredményezi, hogy az alacsony térfüggőségű mágneses mezők már a mérés előtt elnyomódnak. Az érzékelők területén már új fejlesztések vannak. Például olyan miniatűr szenzorokat fejlesztettek ki, amelyek szobahőmérsékleten is működhetnek és akár egy pikotesla mágneses térerősségét is mérhetik. A magnetoencefalográfia fontos előnyei a magas időbeli és térbeli felbontás. Így az időfelbontás jobb, mint egy ezredmásodperc. A magnetoencefalográfia egyéb előnyei az EEG-vel szemben (EEG) a könnyű kezelhetőség és a numerikusan egyszerűbb modellezés.
Kockázatok, mellékhatások és veszélyek
Nem Egészség problémák várhatók a magnetoencefalográfia alkalmazásakor. Az eljárás kockázat nélkül alkalmazható. Meg kell azonban jegyezni, hogy a test fémrészei vagy a fémet tartalmazó színes pigmenteket tartalmazó tetoválások befolyásolhatják a mérés eredményét a mérés során. Az EEG-vel szemben bizonyos előnyök mellett (EEG) és más módszerek az agyműködés vizsgálatára, hátrányai is vannak. A magas idő és a térbeli felbontás egyértelműen előnynek bizonyul. Ezenkívül nem invazív neurológiai vizsgálati módszer. A legnagyobb hátrányt azonban az inverz probléma egyedisége jelenti. Az inverz problémában az eredmény ismert. Az eredményhez vezető ok azonban jórészt ismeretlen. Ami a magnetoencefalográfiát illeti, ez a tény azt jelenti, hogy az agyterületek mért aktivitása nem rendelhető egyértelműen egy funkcióhoz vagy rendellenességhez. A sikeres hozzárendelés csak akkor lehetséges, ha a korábban kidolgozott modell helyes. Az egyes agyi funkciók helyes modellezése azonban csak a magnetoencefalográfia és a többi funkcionális vizsgálati módszer összekapcsolásával érhető el. Ezek az metabolikus funkcionális módszerek funkcionálisak mágneses rezonancia képalkotás (fMRI), közeli infravörös spektroszkópia (NIRS), pozitron emissziós tomográfia (PET), vagy egyetlen foton emisszió számítógépes tomográfia (SPECT). Ezek képalkotó vagy spektroszkópiai technikák. Eredményeik kombinációja az egyes agyterületeken zajló folyamatok megértéséhez vezet. A MEG másik hátránya az eljárás magas költsége. Ezek a költségek abból adódnak, hogy nagy mennyiségű folyékony héliumot használnak a szupravezetés fenntartásához a magnetoencefalográfiában.
