Завдяки точному аналізу змін у мозку фМРТ може виявити причини психічних захворювань і розладів розвитку та запропонувати можливість персоналізованого лікування. Відкрийте для себе відкриття в науці про мозок.
Функції мозку вже давно є предметом вивчення, відколи люди усвідомили його роль як центру руху та мислення. Особливо в наш час, коли кількість захворювань, пов’язаних із мозком, зросла, виникла необхідність у глибокому дослідженні діяльності мозку, і для задоволення цієї потреби було винайдено багато аналітичних пристроїв. КТ, МРТ і ПЕТ є одними з найвідоміших прикладів.
Хоча ці пристрої, безсумнівно, досягли великих успіхів, вони не ідеальні. Мозок складається з мільярдів нейронів і в 1000 разів більше синапсів. Загальна кількість нейронів, нейронної одиниці, вказує на те, наскільки великий мозок, і той факт, що кількість синапсів перевищує кількість нейронів, дуже ускладнює розуміння різноманітності зв’язків між нейронами. Тому, щоб відповісти на запитання «Яка частина мозку відповідає за функцію X?», існуючі інструменти були обмежені тим, що вони показували прості зображення і не могли показати конкретні частини. ПЕТ, звичайно, може відповісти на вищезазначені запитання, але він занадто радіоактивний, щоб використовувати його багаторазово.
З цієї причини фМРТ було розроблено як оновлення МРТ. ФМРТ використовує той факт, що коли мозок виконує певну функцію, споживання кисню в цій частині мозку значно збільшується, і, відстежуючи це, допомагає нам вивчити функціональну організацію мозку. Оскільки він відстежує лише споживання кисню, немає ризику опромінення, на відміну від інших методів візуалізації, тому це вважається великою перевагою для свободи експериментів.
Отже, як фМРТ визначає підвищене споживання кисню? Щоб зрозуміти це, нам потрібно зрозуміти, як кисень транспортується в організмі. В організмі кисень транспортується гемоглобіном у еритроцитах. Червоні кров’яні клітини — це білки, що складаються з мільярдів гемоглобіну, і оскільки гемоглобін зв’язує до чотирьох молекул кисню, кількість кисню, що надходить в організм, є значною. Тому гемоглобін поділяється на два стани: незв’язаний і зв’язаний з молекулами кисню, які відповідно називаються дезоксигемоглобіном і оксигемоглобіном. Як згадувалося вище, там, де є підвищена активність мозку, частка оксигемоглобіну збільшується, оскільки кількість кисню, який потрібно доставити до цієї області, збільшується. ФМРТ може швидко виявити зміни в цьому співвідношенні станів гемоглобіну in vivo протягом короткого періоду часу, дозволяючи дослідникам ідентифікувати активні частини мозку.
Тепер давайте подумаємо, для чого можна використовувати технологію фМРТ. Головний мозок поділяється на п’ять частин: великий мозок, мозочок, середній мозок, стовбур мозку та м’який мозок, з яких середній мозок, стовбур мозку та м’який мозок, також відомий як стовбур мозку, найбільш тісно пов’язані із забезпеченням життя. Ці частини мозку були клінічно ідентифіковані за допомогою звичайних МРТ, і поведінкові аспекти людей керуються електричними сигналами нервової системи, які були підтверджені іншими експериментами з аналізу електричних сигналів. Однак головний мозок, єдину частину мозку, яка керує психічними аспектами людської поведінки, важко вивчати через відсутність узгодженого аналізу електричних сигналів і безлічі можливостей. Саме тут здатність фМРТ ідентифікувати «конкретні частини» мозку стала кроком вперед у аналізі мозку.
Наприклад, скажімо, ви намагаєтеся лікувати депресію. Немає постійної причини депресії. Ми можемо припустити, що депресія спричинена проблемою в певній частині емоційного центру мозку, але це не зовсім точно. Немає жодної гарантії, що існує одна область, відповідальна за емоційну функцію, і навіть якщо вона є, можуть існувати локальні відмінності між індивідами. У таких випадках фМРТ можна використовувати для визначення точної частини мозку, яка є несправною, порівнюючи її з нормальною контрольною групою, а завдяки сучасним досягненням у фармацевтичних технологіях тепер можливе цільове дозування, що дозволяє вводити антидепресанти ефективніше та з більшою терапевтичною користю.
Розширюючи сферу дослідження, фМРТ також застосовували до низки психічних розладів, які спеціально не позначені. На додаток до психічних захворювань, з якими ми знайомі, включаючи розлади розвитку, такі як СДУГ, є багато випадків, коли мозок може бути вражений дуже індивідуальним чином, і причина часто невідома. За допомогою фМРТ можна буде визначити ці окремі проблемні точки мозку та налаштувати лікування для кожного захворювання. Звичайно, фМРТ за своєю суттю не лікує саму хворобу, але вона усунула неправильну практику сліпого призначення ліків без розуміння причини, яка призвела до того, що багато пацієнтів страждали від побічних ефектів.
Як бачите, технологія фМРТ стала революційним винаходом у розвитку науки про мозок. В останні роки фМРТ стала більш точною в аналізі частин мозку, які використовуються для виконання певних завдань, оскільки вона може ідентифікувати зміни, які відбуваються протягом мікросекунд часу. Завдяки цим досягненням технологія fMRI нещодавно досягла точки, коли вона здатна фіксувати детальні процеси та сигнали мозку про те, які ділянки мозку використовуються у відповідь на аудіовізуальні стимули в людей, і відновлені аудіовізуальні спогади у високій мірі відповідають оригіналу. Наслідком цих досягнень є те, що фМРТ можна буде використовувати для дослідження мозку з дуже високим ступенем надійності в майбутньому для аналізу людської психіки. У світлі цього розробка фМРТ, яка здатна фіксувати більш тонкі зміни з більшою свободою діапазону аналізу, ставатиме все більш важливою, і потенційні переваги такої розробки є величезними.
Технологічний прогрес у фМРТ відкриє ще більше можливостей для нейронаукових досліджень. Наприклад, моніторинг активності мозку в режимі реального часу може бути використаний для виявлення ранніх ознак певних захворювань, що може відігравати важливу роль у ранньому лікуванні та профілактиці. Це також допоможе проаналізувати та розвинути людські творчі здібності, пам’ять і здібності до навчання. Це дослідження має багато потенційних застосувань в освіті, медицині, психотерапії та інших сферах. Досягнення фМРТ з часом стануть ключовим інструментом у покращенні якості життя людини та побудові кращого майбутнього.
