SPIEGAZIONE DELLA RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE - BRAIN

Come funziona la risonanza magnetica funzionale

La risonanza magnetica funzionale utilizza un segnale speciale chiamato contrasto dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD). Il sangue che scorre attraverso il cervello trasporta l'ossigeno su molecole chiamate emoglobina. Le molecole di emoglobina trasportano anche ferro e quindi hanno un segnale magnetico. Si scopre che le molecole di emoglobina hanno proprietà magnetiche diverse quando sono attaccate all'ossigeno rispetto a quando non trasportano ossigeno, e questa piccola differenza può essere rilevata con una macchina per la risonanza magnetica.

Quando un'area del cervello è più attiva, inizialmente consuma molto ossigeno nel sangue. Poco dopo, il cervello dilata i vasi sanguigni locali per ripristinare l'apporto di ossigeno. Il cervello può anche fare questo lavoro un po 'troppo bene in modo che il sangue più ossigenato entri nell'area rispetto a quello inizialmente utilizzato. La macchina per la risonanza magnetica può rilevare la differenza nel segnale che risulta da questo aumento di ossigeno nel sangue.

Quindi gli studi di risonanza magnetica funzionale non stanno effettivamente guardando direttamente l'attività neuronale, ma stanno guardando come cambiano i livelli di ossigeno nel sangue e correlano questa attività all'attivazione dei nervi. Gli studi hanno dimostrato che questa ipotesi è generalmente corretta, sebbene malattie come malformazioni vascolari, tumori e persino il normale invecchiamento possano modificare la relazione tra l'attività neurale e il flusso sanguigno locale che si traduce in un segnale BOLD.

Come i medici usano la risonanza magnetica funzionale

Poiché si tratta di una tecnologia relativamente più recente e poiché altre tecniche possono rispondere a domande simili a quelle della fMRI, la fMRI non è comunemente utilizzata in ambito clinico o ospedaliero. Tuttavia, può essere utilizzato per aiutare a pianificare importanti interventi chirurgici al cervello. Ad esempio, se un neurochirurgo desidera rimuovere un tumore al cervello che si trova vicino ai centri linguistici del cervello, può ordinare uno studio fMRI per mostrare esattamente quali aree del cervello sono coinvolte con il linguaggio. Questo aiuta il neurochirurgo a evitare di danneggiare quelle regioni durante l'esecuzione di un intervento chirurgico. Tuttavia, l'uso più comune della fMRI è nella ricerca medica.

Tipi di ricerca eseguita utilizzando fMRI

Esistono due modi principali per utilizzare la fMRI per visualizzare la funzione cerebrale. Un metodo si concentra sulla ricerca di aree specifiche del cervello che rispondono a qualche compito o stimolo. Ad esempio, la persona nello scanner MRI potrebbe visualizzare una scacchiera lampeggiante in alcuni punti e altre volte uno schermo vuoto. Può essere chiesto loro di premere un pulsante ogni volta che vedono la scacchiera lampeggiante. Il segnale durante l'attività verrà quindi confrontato con il segnale quando l'attività non è in corso e il risultato sarà una sorta di immagine di quali regioni del cervello sono state coinvolte nel vedere una scacchiera lampeggiante e quindi premere un pulsante.

L'altro modo in cui può essere utilizzata la fMRI è valutare le reti neurali. Ciò implica capire quali aree del cervello stanno parlando tra loro. Se un'area del cervello di solito si illumina contemporaneamente a un'altra, queste due aree del cervello possono essere collegate. Nessun compito può essere nemmeno necessario per fare questo tipo di studio. Per questo motivo, questi studi sono talvolta chiamati risonanza magnetica funzionale in stato di riposo.

Le informazioni che provengono dagli studi di risonanza magnetica funzionale sono molto complicate e richiedono molte analisi statistiche per essere significative. Ciò ha portato inizialmente molte persone a diffidare dei risultati degli studi di risonanza magnetica funzionale, poiché sembrava che ci fossero molte possibili opportunità di errore nell'analisi. Tuttavia, poiché sia i ricercatori che i revisori hanno acquisito maggiore familiarità con la nuova tecnologia, i risultati stanno diventando sia più affidabili che affidabili.

Cosa ci riserva il futuro

Gli studi di risonanza magnetica funzionale hanno già mostrato molte cose diverse sul cervello, oltre a confermare ciò che già sapevamo sui percorsi neurali e sulla localizzazione. Sebbene sia difficile dire se la fMRI sarà mai comunemente utilizzata in un contesto clinico, la sua popolarità ed efficacia come strumento di ricerca da solo rende importante sia per i medici che per i laici avere una comprensione di base di come funziona questo strumento.