Kilka słów o technice obrazowej
Rezonans magnetyczny, początkowo wykorzystywany głównie do badania struktury związków chemicznych, z czasem stał się jednym z najważniejszych narzędzi medycznej diagnostyki obrazowej. MRI (magnetic resonance imaging) wykorzystuje absorpcję fal elektromagnetycznych przez atomy wodoru umieszczone w silnym polu magnetycznym. Metoda ta bardzo dobrze nadaje się do obrazowania tkanek miękkich, o dużej zawartości wody, m.in. mózgu.
Wśród licznych technik obrazowania w rezonansie magnetycznym szczególne miejsce zajmuje obrazowanie funkcjonalne (fMRI - functional magnetic resonance imaging), które dostarcza informacji o tzw. poziomie aktywności neuronalnej w tkance nerwowej, czyli pozwala ocenić aktywność mózgu. Jest to nowa dziedzina, budząca ogromne zainteresowanie naukowców na całym świecie.
Analiza pracy naszego mózgu odbywa się pośrednio, poprzez ocenę zmian dynamiki procesów zaopatrywania w tlen, dostarczanego do mózgu w cząsteczkach hemoglobiny - jednego z najważniejszych składników krwi. Początkowo obserwacja ukrwienia poszczególnych partii mózgu możliwa była po dożylnym podaniu tzw. środka cieniującego i zabieg ten wcale nie był obojętny i przyjemny dla pacjenta. Prawdziwy przełom nastąpił dopiero w latach 90., gdy Japończyk Seiji Ogawa ogłosił, że każdy z nas został wyposażony przez naturę w środek cieniujący. Jest nim deoksyhemoglobina, nieutlenowana część hemoglobiny, która wykazuje silne własności magnetyczne. Jej poziom zmienia się wraz ze zmianą aktywności neuronów. Dzięki temu odkryciu, w jądrowym rezonansie magnetycznym można ocenić stan czynnościowy mózgu, obserwując szczególny rodzaju sygnału - tzw. BOLD (blood oxygenation level dependent), który jest funkcją poziomu utlenienia hemoglobiny. Naukowcy zdobyli już niezaprzeczalne, teoretyczne i eksperymentalne dowody, które potwierdzają ścisłą korelację tego sygnału z aktywnością tkanki, zwłaszcza tkanek nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym.
Odkrycie to rozszerzyło zdecydowanie możliwości wykorzystania skanera rezonansu magnetycznego, który do tej pory używany jako urządzenie radiologiczne do badań diagnostycznych, stał się narzędziem do badań podstawowych dla fizjologów, neuropsychologów i psychiatrów. Nastąpiła wręcz eksplozja zastosowań fMRI
w różnych dziedzinach medycyny. W wielu ośrodkach fMRI stał się badaniem z wyboru w ocenie dostępu i ryzyka przed poważnymi zabiegami operacyjnymi
w neurochirurgii i otolaryngologii. Coraz częściej badania czynnościowe wykorzystuje się do monitorowania leczenia niektórych chorób i skuteczności działania leków.
Należy jednak pamiętać, że jest to nowa metoda i dopiero powstają standardy, które pozwolą uzyskać wiarygodne i powtarzalne pomiary w warunkach klinicznych. Wykrycie sygnału BOLD i jego ocena jest zadaniem złożonym, wymaga zaawansowanych narzędzi analizy sygnału i zastosowania odpowiednich modeli statystycznych. Do badań potrzebna jest głęboka wiedza techniczna oraz zrozumienie procesów fizjologicznych, które leżą u podstaw tych zagadnień. Każdy eksperyment musi być starannie przygotowany i przeprowadzony.
