Метод магнитно-резонансной томографии

В последние несколько лет на базе методов магнитно-резонан­сной томографии (МРТ), которые сначала применялись для струк­турной томографии — получения карты структур мозга на основе контраста белого и серого вещества, появилась функциональная МРТ. Техника функциональной МРТ (ФМРТ) основана на использова­нии парамагнитных свойств тех агентов, которые можно ввести в организм. Такие агенты не обладают магнитными свойствами, но приобретают их, лишь попав в магнитное поле. Функциональная МРТ использует парамагнитные субстанции гемоглобина. ФМРТ измеряет пространственное распределение гемоглобина, отдавше­го свой кислород (деоксигемоглобина), точнее — соотношение деоксигемоглобина к гемоглобину. Когда гемоглобин теряет кис­лород, он становится парамагнитным. При активации организма возрастает метаболическая активность мозга. Это связано с увели­чением объема и скорости мозгового кровотока. Дополнительный приток кислорода к участку мозга приводит к снижению в нем концентрации парамагнитного деоксигемоглобина. Существование многих локусов активации отражается в неравномерном распреде­лении в мозге деоксигемоглобина, что создает неоднородность маг­нитного поля, которую используют для получения карт локальных активации. Функциональная МРТ позволяет выявлять участки мозга с активно работающими нейронными клетками. Данный метод вы­тесняет ПЭТ, так как ему не нужен изотоп и его временное разре­шение выше, чем у ПЭТ (сотни миллисекунд). Недавно в МГУ им. М.В. Ломоносова создан Центр магнитно-резонансной томог­рафии, базу которого предполагается использовать для интегра­ции различных наук в изучении мозга'.

ТЕРМОЭНЦЕФАЛОСКОПИЯ

Данным методом измеряют локальный метаболизм мозга и кро-воток по теплопродукции. Мозг излучает теплолучи в инфракрас­ном диапазоне. Водяные пары воздуха задерживают значительную часть этого излучения. Но есть два диапазона частотот (3—5 и 8— 14 мкм), в которых тепловые лучи распространяются в атмосфере на огромные расстояния и поэтому могут быть зарегистрированы. Этот метод разработан в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Институте радиоэлектроники (Шеве­лёв И.А. и др., 1989). Инфракрасное излучение мозга улавливается на расстоянии от нескольких сантиметров до метра термовизором с автоматической системой сканирования. Сигналы попадают на точечные датчики. Каждая термокарта содержит 10—16 тысяч дис­кретных точек, образующих матрицу 128х85 или 128х128 точек. Процедура измерений в одной точке длится 2,4 мкс. В работающем мозге температура отдельных участков непрерывно меняется. По­строение термокарты дает временной срез метаболической актив­ности мозга.

При получении термокарт мозга обезьяны видеокамеру поме­щают над поверхностью коры, на которую предварительно нано­сят краситель, генерирующий инфракрасное излучение в зависи­мости от активности мозга. Метод фоторезисторов и красителей применяют и при изучении нервной системы моллюска. При этом вместе с оптическим сигналом регистрируется электрическая ак­тивность нейронов.

Существует единая методология применения томографии для изучения высших психических функций мозга. Она предполагает процедуру вычитания карты активности мозга, полученной во вре­мя выполнения менее сложной когнитивной операции, из карты активности, соответствующей более сложной психической функ­ции. Данная процедура применима и для обработки данных, из­влекаемых методом картирования мозга по параметрам ЭЭГ. Это особенно ценно при объединении двух методов анализа: ПЭТ и ЭЭГ, МРТ и ЭЭГ ~ новая тенденция, которая наметилась в ис­пользовании данных методов.

Часть И