טכניקות מחקר במדעי המוח
טכניקות מחקר בתחום מדעי המוח הן חשובות ביותר. זה נכון במיוחד כשחושבים מה צפוי בשנים הקרובות עבור המדע הספציפי הזה. למען האמת, רק לפני זמן קצר טכניקות הדמיית עצבים היו רק חלום. המשמעות היא שאי אפשר לבסס תיאוריות מסוימות על מערכת העצבים.
ב-1988 תיאר הרופא הספרדי סנטיאגו רמון אי קג'אל את המורפולוגיה של נוירונים באמצעות מערכת מורכבת של צביעה. מאז, היו כמה אבני דרך בנוירוביולוגיה. למשל, גילוי האלקטרואנצפלוגרמה (EEG) וסיווג המקצבים הביולוגיים של המוח.
כלי מחקר במדעי המוח
כלי מחקר במדעי המוח הם מכשירים המאפשרים למדענים לחקור את מערכת העצבים. מה שנקרא טכניקות הדמיה עצבית משמשות הן למטרות קליניות והן למטרות אקדמיות. כלים אלו מאפשרים לגשת למערכת העצבים בארבע דרכים שונות:
- פונקציונלי. מתאר את תפקוד מערכת העצבים. הוא עושה זאת באמצעות קצב זרימה או מידת ההפעלה של אזורים שונים.
- מבני. מספק מידע אנטומי על המוח או מבנים אחרים של מערכת העצבים.
- חשמלי. מספק מידע על הפעילות החשמלית של מערכת העצבים.
- גריה. גירוי לא פולשני של המוח.
טכניקות של הדמיה עצבית מבנית במחקר מדעי המוח
בין הטכניקות המבניות המתמחות באספקת מידע אנטומי, הבסיסית והנפוצה ביותר היא רדיוגרפיה. טכניקה זו מורכבת מפליטת קרני רנטגן. בהתאם לצפיפות הרקמה, תמונה שונה מוקרנת על לוח הצילום. ישנם שני סוגים של צילומי רנטגן:
- רדיוגרפיה נפוצה. זה משמש רק עבור צילומי רנטגן. בנוסף, הוא משמש בדרך כלל כדי לקבל מידע על העצמות המקיפות את מערכת העצבים. למשל, במקרה של שברים.
- רדיוגרפיה ניגודיות. זה משמש גם עם צילומי רנטגן, אבל זה כולל החדרת צנתר דרך עורק הירך. הניגוד היפר-צפוף מאפשר זיהוי של שינוי בכלי הדם.
טומוגרפיה צירית ממוחשבת
זהו הסורק המזוהה היטב בצורת צינור. הוא משתמש בפליטת קרני רנטגן מכיוונים שונים, ובכך מספק תמונה מלאה יותר. זוהי טכניקה מהירה בעלות נמוכה שמזהה גידולים, מפרצות ושטפי דם. מצד שני, קרינה לא טובה לגוף. יתר על כן, ההגדרה אינה גבוהה כמו הטכניקות האחרות.
תהודה מגנטית
טכניקת מחקר זו במדעי המוח קולטת תמונות של פנים הגוף ברזולוציה מוגברת ובצורה בטוחה. עם זאת, זה צריך להתנהל בזהירות מכיוון שהוא אינו תואם לכל סוג של שתלי מתכת בגוף. זה מבוסס על תופעות של תהודה מגנטית גרעינית. למעשה, המכונה רושמת את האותות של תדר רדיו הנפלטים דרך אטומי המימן, שהיו נתונים בעבר לשדה מגנטי.
אטומי מימן נמצאים בשפע בגוף. בגלל זה, תהודה מגנטית היא טכניקה ברזולוציה גבוהה. מה שכן, אין השפעות מזיקות והוא אינו משתמש בקרינה. מצד שני, זה מאוד יקר.
טרקטוגרפיה
זהו כלי שמשתמש בתהודה מגנטית כדי להעריך את אזורי החומר הלבן. למעשה, אלה מורכבים בעיקר ממים והם אחראים על אספקת מידע עצבי במהירות גבוהה. הם נקראים אקסונים מיאלינים. הטכניקה מסוגלת להעריך את המבנה התת קורטיקלי של המוח, ומאפשרת לזהות מחלות ניווניות ואפילפסיה.
טכניקות של הדמיה עצבית פונקציונלית במחקר מדעי המוח
אלו הכלים של לימודים במדעי המוח. הם מזהים את השינויים בפעילות המוח החיה. מומחים נוטים להשתמש בשיטות אלה כדי להעריך תהליכים קוגניטיביים בשילוב עם תפקוד המתאם האנטומי שלהם.
טומוגרפיית פליטת פוזיטרון (PET)
טכניקה זו מבוססת על החדרת חומרים רדיואקטיביים לזרם הדם. תאים בעלי פעילות מטבולית גבוהה סופגים את החומרים. בתהליך זה, האיזוטופים הפולטים פוזיטרונים מתבטלים כאשר הם מתחברים עם אלקטרונים, ומייצרים אנרגיה אלקטרומגנטית, הנלכדת על ידי המכשיר.
PET היא טכניקה בשימוש נרחב לאיתור גידולי מוח מכיוון שהם נוטים לחילוף חומרים גבוה יותר. בתורו, הוא משמש גם לזיהוי מחלות ניווניות. לדוגמה, במקרה של אלצהיימר, ניוון התאים לא יגרום לספיגת חומר רב כל כך. לפיכך, התמונה תהיה שונה מזו של מוח רגיל.
טומוגרפיה ממוחשבת של פליטת פוטון בודדת
זוהי טכניקת הקלטה הדומה לקודמתה. עם זאת, הוא משתמש בקרינת גמא, המופקת על ידי איזוטופ ישירות מתוך הגוף. יתר על כן, הוא דורש קולטן, שדרכו תיווצר תמונה. הוא מדגיש בצבעים את הדרגות השונות של הפעלת המוח.
תהודה מגנטית פונקציונלית
זהו MRI שבו, במקביל, מתבצעת פעילות קוגניטיבית מסוימת. זה מבוסס על העובדה שהנוירונים המעורבים בתהליך נפשי יזדקקו ליותר אנרגיה ולכן ליותר חמצן מהדם. למעשה, כאשר אנו מבצעים משימות נפשיות, הצריכה שלנו של דם מחומצן (שיש לו תכונות מגנטיות) עולה. פעילות זו מתועדת על ידי המכשיר. למרות העלות הגבוהה, הוא מאפשר מיקום של תפקודים קוגניטיביים במוח.
טכניקות אלקטרופיזיולוגיות
טכניקות אלו מאפשרות רישום של הפעילות החשמלית של המוח. לדוגמה:
- אלקטרואנצפלוגרמה. הוא מודד את הכוח החשמלי של המוח. בנוסף, הוא גם מודד את סוג הגל והתדר שבו הוא פועל.
- אלקטרומיוגרמה. הוא מעריך את הפעילות החשמלית של השרירים. הוא משמש לחקר העצבים ההיקפיים.
- אלקטרוקולוגרמה. הוא מודד את רישום השרירים החשמליים של העיניים ושלבי השינה.
טכניקות של גירוי מוחי
טכניקות אלו מאפשרות להשפיע על פעילות המוח משני סוגים של גירויים:
- מגנטי. עם גירוי מגנטי טרנסגולגולתי, זרם מושרה בבטחה במוח. אינדוקציה זו מושגת על ידי זרימת זרם העוברת דרך סליל ומייצרת שדה מגנטי.
- חשמל: זה משתמש בזרם בעוצמה נמוכה באמצעות אלקטרודות על הקרקפת. כתוצאה מכך, האינדוקציה גורמת לשינויים בריגוש של הנוירונים של הקורטקס.
צורות גירוי אלו נוטות להגיע רק לאזורי הקורטקס. למעשה, הם משמשים בעיקר לזיהוי תהליכים נפשיים, כמו גם ליצירת פציעות וירטואליות. היישום שלהם לשיפור הביצועים או לטיפול בהפרעות כגון פוביות עדיין בבדיקה. יתר על כן, אין להשתמש בהם לאנשים עם אפילפסיה, שתלים או נשים בהריון.
החשיבות של טכניקות מחקר במדעי המוח
למחלות המשפיעות על מערכת העצבים יכולות להיות השלכות חמורות. לכן, לגילוי בזמן של גידול או דימום חשיבות עליונה בהגדלת סיכויי ההישרדות של החולה. יחד עם זאת, זיהוי מחלה ניוונית בשלביה הראשונים הוא המפתח בדחיית הסימפטומים שלה.
יתר על כן, ההתקדמות המדעית אפשרה למדענים להתעמק בתפקוד המוח. לדוגמה, כרגע זה אפשרי עבורם להשוות את המוח של אדם מדוכא לזה של אדם רגיל, ולהשיג הבדלים תפקודיים הקשורים לתסמינים. באותו אופן, הם יכולים לזהות אזורים ותהליכים במוח התואמים לתפקוד מסוים, כמו קשב.
