Dịch
Kỹ thuật viên kiểm tra thiết bị X quang
Bởi Michael Haederle

Think Piece

Các nhà khoa học của UNM sử dụng công nghệ MRI mới để tạo ra hình ảnh tua nhanh thời gian khi não sống phản ứng với trải nghiệm

Chụp cộng hưởng từ (MRI) đã làm thay đổi lĩnh vực khoa học thần kinh trong 40 năm qua, cho phép các nhà khoa học tạo ra những bức ảnh chụp nhanh rõ ràng về cấu trúc não sống và thậm chí phát hiện những thay đổi chức năng liên quan đến các hoạt động nhất định.

Không giống như chụp X-quang hoặc chụp CT, MRI không dựa vào các chùm bức xạ. Thay vào đó, từ trường mạnh và sóng vô tuyến được sử dụng để sắp xếp tạm thời các nguyên tử hydro trong phân tử nước của cơ thể, có nghĩa là nó có thể tạo ra hình ảnh rõ ràng về các mô mềm, như não.

Nhưng một công nghệ mới hơn được phát triển bởi nhà thần kinh học UNM Elaine Bearer, MD, PhD, và các cộng tác viên tại Viện Công nghệ California và Đại học Nam California, MRI đã tiến thêm một bước nữa.

Trong một bài báo được công bố trên tạp chí NMR trong Y sinh, họ báo cáo về việc sử dụng mangan, một khoáng chất vi lượng được tìm thấy khắp cơ thể, như một chất tương phản với MRI cho phép tạo ra một loạt hình ảnh "thời gian trôi đi" tiết lộ phản ứng của não đối với những trải nghiệm cụ thể.

 

Elaine Bearer, MD, Tiến sĩ
Bộ não không phải là một thứ tĩnh. Kỹ thuật MRI này hình ảnh những hậu quả chậm chạp của một trải nghiệm theo thời gian.
- Elaine Bearer, BÁC SĨ Y KHOA, TIẾN SĨ

Bearer, giáo sư tại Khoa Bệnh học UNM cho biết: “Báo cáo này nhấn mạnh sức mạnh của sự tương phản dựa trên mangan để nghiên cứu sự chuyển đổi động trong não bộ. “Bộ não không phải là một vật tĩnh. Kỹ thuật MRI này hình ảnh những hậu quả chậm chạp của một trải nghiệm theo thời gian. Nó cho phép chúng tôi nghiên cứu sâu hơn về sự phức tạp đáng kinh ngạc của suy nghĩ và cảm giác. "

Trong MRI tăng cường mangan (MEMRI), một lượng nhỏ mangan đi vào tế bào thần kinh thông qua con đường tế bào tương tự như canxi, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu não. Khi các ion mangan di chuyển qua tế bào thần kinh, chúng làm nổi bật các hoạt động của tế bào, làm nổi bật các hình chiếu mà qua đó nó giao tiếp với các tế bào thần kinh lân cận.

Taylor Uselman, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Bearer, đồng tác giả bài báo, cho biết: “Phương pháp mới nổi thú vị này nắm bắt được chức năng của não trong hành vi bình thường, điều mà không thể biết được ở quy mô này. Christopher Medina, MD, một sinh viên tốt nghiệp Trường Y UNM, cũng là đồng tác giả.

“Ấn phẩm của chúng tôi cũng cung cấp thông tin chi tiết quan trọng về các cân nhắc an toàn khi sử dụng chất cản quang,” Uselman nói. “Chúng tôi đưa ra một số ví dụ về cách MEMRI tiết lộ sự phát triển của hệ thống thính giác, cũng như hội chứng Down, bệnh Alzheimer và rối loạn lo âu.”

Chụp MRI tiêu chuẩn có giá trị chẩn đoán lớn để phát hiện khối u hoặc bất thường mạch máu trong não và chúng có thể tiết lộ rằng những thay đổi trong cấu trúc não nhất định có liên quan đến các hành vi cụ thể, chẳng hạn như thiền hoặc học ngôn ngữ thứ hai. Nhưng chúng không cho thấy bộ não thực sự đang làm gì, Bearer nói.

Cô ấy nói: “MR mà chúng tôi làm tiêu chuẩn để chẩn đoán con người chỉ là một hình ảnh giải phẫu của bạn. Các nhà khoa học thần kinh cũng sử dụng một kỹ thuật gọi là MRI chức năng để đo lưu lượng máu não, dựa trên ý tưởng rằng các vùng hoạt động cao của não sử dụng nhiều oxy hơn.

Tuy nhiên, tín hiệu phụ thuộc vào mức oxy trong máu (BOLD) yếu hơn, đòi hỏi phân tích tính toán và nó kết hợp cả hoạt động mạch máu và thần kinh, Bearer nói. “Với BOLD, những gì bạn đang phát hiện là một proxy cho hoạt động thần kinh.”

Bearer và các đối tác Harry Grey tại Caltech và Russell Jacobs tại USC đã khám phá tiềm năng của công nghệ MEMRI trong một thời gian. Vào năm 2020, cùng với Uselman và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Daniel Barto, họ đã báo cáo về việc sử dụng MEMRI để chứng minh cách tiếp xúc với một kích thích đáng sợ tiến triển thành lo lắng mãn tính.

Bearer nói: “Điều quan trọng khiến tôi có thể học hỏi từ công nghệ này là phân tích tính toán mà tôi đã thực hiện với các sinh viên của mình tại UNM. “Đánh giá này sẽ là tài liệu tham khảo cho tất cả các nhà điều tra, đặc biệt là khi sử dụng công nghệ mới nổi này.”

DANH MỤC: Sức khỏe, Thần kinh, Nghiên cứu, Trường Y khoa, Chuyện nổi bật