कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग कैसे काम करता है?

कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग को समझना

चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) ने डॉक्टरों को मस्तिष्क की संरचनाओं की बहुत अच्छी छवियां प्राप्त करने की क्षमता दी है। कार्यात्मक एमआरआई के रूप में जाना जाने वाला एक नई तकनीक अप्रत्यक्ष रूप से मस्तिष्क गतिविधि को मापने से भी आगे जा सकती है। जबकि अधिकांश समय तकनीक का प्रयोग केवल शोध अध्ययनों में किया जाता है, यह नैदानिक ​​सेटिंग में अधिक आम हो रहा है।

आप शायद किसी बिंदु पर कार्यात्मक एमआरआई का उपयोग करके बनाई गई छवियों में आ गए हैं।

वे मस्तिष्क के क्षेत्रों को भाषा या आंदोलन जैसे कुछ कार्यों से जुड़े रंगीन क्षेत्रों के साथ एक मस्तिष्क दिखाते हैं। ये अध्ययन बहुत लोकप्रिय हैं: इस तकनीक का उपयोग कर सैकड़ों वैज्ञानिक लेख हर महीने प्रकाशित होते हैं, जिनमें से कई का भी प्रेस प्रेस में उल्लेख किया जाता है। लेकिन इन छवियों को कैसे बनाया जाता है, और वे वास्तव में क्या प्रतिनिधित्व करते हैं?

कैसे कार्यात्मक एमआरआई काम करता है

कार्यात्मक एमआरआई रक्त ऑक्सीजन स्तर निर्भर (बोल्ड) विपरीत नामक एक विशेष संकेत का उपयोग करता है। मस्तिष्क के माध्यम से बहने वाले रक्त में हीमोग्लोबिन नामक अणुओं पर ऑक्सीजन होता है । हेमोग्लोबिन अणुओं में भी लोहा होता है और इसलिए एक चुंबकीय संकेत होता है। यह पता चला है कि हेमोग्लोबिन अणुओं में विभिन्न चुंबकीय गुण होते हैं जब वे ऑक्सीजन से जुड़े होते हैं, जब वे ऑक्सीजन नहीं लेते हैं, और यह छोटा अंतर एमआरआई मशीन के साथ पता लगाया जा सकता है।

जब मस्तिष्क का एक क्षेत्र अधिक सक्रिय होता है, तो यह शुरुआत में रक्त में बहुत सारे ऑक्सीजन का उपयोग करता है।

इसके तुरंत बाद, मस्तिष्क ऑक्सीजन की आपूर्ति को बहाल करने के लिए स्थानीय रक्त वाहिकाओं को फैलाता है। मस्तिष्क भी इस काम को थोड़ा बहुत अच्छा कर सकता है ताकि प्रारंभिक रूप से उपयोग किए जाने वाले क्षेत्र में अधिक ऑक्सीजनयुक्त रक्त क्षेत्र में जा सके। एमआरआई मशीन सिग्नल में अंतर का पता लगा सकती है जो रक्त ऑक्सीजन में इस वृद्धि के परिणामस्वरूप होती है।

तो कार्यात्मक एमआरआई अध्ययन वास्तव में सीधे न्यूरोनल गतिविधि को नहीं देख रहे हैं, लेकिन यह देख रहे हैं कि कैसे रक्त ऑक्सीजन का स्तर बदलता है और इस गतिविधि को तंत्रिका फायरिंग में सहसंबंधित करता है। अध्ययनों से पता चला है कि यह धारणा आमतौर पर सही होती है, हालांकि संवहनी विकृतियों, ट्यूमर और यहां तक ​​कि सामान्य उम्र बढ़ने जैसी बीमारियां तंत्रिका गतिविधि और स्थानीय रक्त प्रवाह के बीच संबंध बदल सकती हैं जिसके परिणामस्वरूप बोल्ड सिग्नल होता है।

डॉक्टर कार्यात्मक एमआरआई का उपयोग कैसे कर सकते हैं?

चूंकि यह अपेक्षाकृत नई तकनीक है और क्योंकि अन्य तकनीकें एफएमआरआई के समान प्रश्नों का उत्तर दे सकती हैं, एफएमआरआई आमतौर पर नैदानिक ​​या अस्पताल सेटिंग्स में उपयोग नहीं की जाती है। हालांकि, इसका उपयोग महत्वपूर्ण मस्तिष्क सर्जरी की योजना बनाने में मदद के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक न्यूरोसर्जन मस्तिष्क के भाषा केंद्रों के करीब बैठे मस्तिष्क ट्यूमर को हटाना चाहता है, तो वे एक एफएमआरआई अध्ययन का आदेश दे सकते हैं ताकि यह दिखाने में मदद मिल सके कि मस्तिष्क के कौन से क्षेत्र भाषा के साथ शामिल हैं। इससे न्यूरोसर्जन सर्जरी करने के दौरान उन क्षेत्रों को नुकसान पहुंचाने से बचने में मदद करता है। हालांकि, एफएमआरआई का सबसे आम उपयोग चिकित्सा अनुसंधान में है।

अनुसंधान के किस प्रकार एफएमआरआई का उपयोग कर किया गया है?

मस्तिष्क समारोह को देखने के लिए एफएमआरआई का उपयोग करने के दो मुख्य तरीके हैं। एक विधि मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्रों को खोजने पर केंद्रित होती है जो कुछ कार्य या उत्तेजना का जवाब देती हैं।

उदाहरण के लिए, एमआरआई स्कैनर में व्यक्ति को कुछ बिंदुओं पर एक चमकदार चेकरबोर्ड दिखाया जा सकता है, और दूसरी बार एक खाली स्क्रीन। जब भी वे चमकती चेकरबोर्ड देखते हैं तो उन्हें बटन दबाए जाने के लिए कहा जा सकता है। कार्य के दौरान सिग्नल की तुलना तब सिग्नल से की जाएगी जब कार्य नहीं किया जा रहा है, और परिणाम एक चमकदार चेकरबोर्ड देखने और फिर बटन दबाकर मस्तिष्क के क्षेत्रों में शामिल होने की एक तस्वीर होगी।

दूसरी तरफ एफएमआरआई का उपयोग न्यूरल नेटवर्क का मूल्यांकन करना है। इसमें यह पता लगाना शामिल है कि मस्तिष्क के कौन से क्षेत्र एक-दूसरे से बात कर रहे हैं। यदि मस्तिष्क का एक क्षेत्र आमतौर पर एक ही समय में रोशनी करता है, तो मस्तिष्क के इन दो क्षेत्रों को जोड़ा जा सकता है।

इस तरह के अध्ययन करने के लिए किसी भी काम की आवश्यकता नहीं हो सकती है। इस कारण से, इन अध्ययनों को कभी-कभी आराम से राज्य कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग कहा जाता है।

कार्यात्मक एमआरआई अध्ययन से आने वाली जानकारी बहुत जटिल है और बहुत से सांख्यिकीय विश्लेषण को सार्थक होने की आवश्यकता है। इसने शुरुआत में कई लोगों को कार्यात्मक एमआरआई अध्ययन के परिणामों पर अविश्वास करने का नेतृत्व किया, क्योंकि ऐसा लगता था कि विश्लेषण में त्रुटि के लिए कई संभावित अवसर थे। हालांकि, चूंकि दोनों शोधकर्ता और समीक्षक नई तकनीक से अधिक परिचित हो गए हैं, परिणाम दोनों अधिक विश्वसनीय और भरोसेमंद बन रहे हैं।

भविष्य में एमआरआई के लिए भविष्य क्या है?

कार्यात्मक एमआरआई अध्ययनों ने पहले से ही मस्तिष्क के बारे में कई अलग-अलग चीजें दिखायी हैं, यह पुष्टि करने के अलावा कि हम पहले से ही तंत्रिका मार्गों और स्थानीयकरण के बारे में क्या जानते हैं। हालांकि यह कहना मुश्किल है कि क्या एफएमआरआई का कभी भी नैदानिक ​​सेटिंग में उपयोग किया जाएगा, अकेले एक शोध उपकरण के रूप में इसकी लोकप्रियता और प्रभावशीलता यह सुनिश्चित करती है कि यह उपकरण कैसे काम करता है, इस बारे में बुनियादी समझ रखने के लिए डॉक्टरों और लोगों दोनों के लिए महत्वपूर्ण है।

_{सूत्रों का कहना है:}

_{प्रेसमैन पी, गिटेलमैन डी। कार्यात्मक एमआरआई: तंत्रिका विज्ञान निवासियों के लिए एक प्राइमर। न्यूरोलॉजी 2012 मार्च 06, 78 (10) e68-e71}

_{फेरो एसएच, मोहम्मद एफबी, हौटन वी। कार्यात्मक एमआरआई: बेसिक सिद्धांत और नैदानिक ​​अनुप्रयोग: ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, यूएसए, 2006।}