Wat is functionele magnetische resonantiebeeldvorming?
Functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) is een gespecialiseerde versie van een MRI-scan. In plaats van alleen te focussen op het afbeelden van de hersenweefsels, volgt het ook de bloedstroom naar verschillende gebieden, op basis van bepaalde mentale taken die door de patiënt worden uitgevoerd. Deze responsieve bloedstroom wordt hemodynamische activiteit genoemd. De beschikbaarheid van functionele magnetische resonantiebeeldvorming is sinds het begin van de jaren negentig sterk toegenomen en is een van de meest voorkomende vormen van neuro-imaging geworden.
Het is al lang bekend dat veranderende gebieden van neurale activiteit in de hersenen veranderingen in de bloedstroom door deze gebieden veroorzaken. Wanneer zenuwcellen in de hersenen of waar dan ook actief worden, verbruiken ze zuurstof uit het bloed. In tegenstelling tot spiercellen hebben ze geen nabijgelegen reserves van glucose en zuurstof en moet de bloedstroom onmiddellijk worden aangepast om een verhoogde neurale activiteit op te vangen. Dit leidt tot gelokaliseerde gebieden van zuurstofarm bloed waar de zenuwactiviteit plaatsvond, en deze gebieden zijn wat functionele magnetische resonantiebeeldvorming kan zien.
De magnetische eigenschappen van bloed verschillen afhankelijk van of het zuurstofrijk of zuurstofarm is. Deze magnetische handtekening wordt gelezen door een functionele scanner met magnetische resonantiebeeldvorming. De technologie hiervoor werd voor het eerst ontwikkeld in 1990 en heeft veel potentiële kansen geopend voor het ontwikkelen van ons begrip van hersenfunctie en organisatie.
Wanneer een patiënt een functionele beeldvormingsprocedure met magnetische resonantie ondergaat, kan deze 15 minuten tot twee uur duren, afhankelijk van het doel. Het is heel belangrijk dat de patiënt gedurende deze tijd volledig stil ligt om bruikbare beelden te verkrijgen. Dit kan problematisch zijn voor kleine kinderen of kinderen met bepaalde psychische aandoeningen, maar er kunnen pogingen worden gedaan om tegemoet te komen aan de behoeften van deze patiënten. Proefpersonen kunnen verschillende sensorische informatie krijgen, of worden gevraagd om mentale taken uit te voeren, zoals onthouden tijdens het onderzoek, terwijl een arts de gebieden van hersenactiviteit leest en interpreteert zoals deze op een scherm worden weergegeven.
Het grootste voordeel van functionele magnetische resonantiebeeldvorming is dat het volledig niet-invasief is en geen injectie van radioactieve contrastkleurstof of vergelijkbaar materiaal vereist. Dit betekent dat de patiënt niet wordt blootgesteld aan onnodige straling. De duur van de procedure kan ook heel kort zijn, indien nodig.
De nadelen van deze procedures hangen samen met de aard van wat ze meten. Dat wil zeggen dat hemodynamische reacties als gevolg van neurale activiteit soms moeilijk te onderscheiden zijn van reacties als gevolg van andere gebeurtenissen in het lichaam. Om deze reden nemen fMRI-gegevens meestal de vorm aan van geaggregeerde afbeeldingen, gegroepeerd op basis van gegevens die in de loop van de tijd zijn verzameld bij veel verschillende onderwerpen.