Functionele MRI: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 1:
[[Bestand:FMRI.jpg|thumb|fMRI-data]]
'''Functionele MRI''' (afgekort: ''fMRI'', Nederlands: ''functionele kernspintomografie'') is een speciale [[Magnetic
fMRI is net als de structurele MRI-techniek, gebaseerd op het principe van [[kernspinresonantie]]. Verhoging van activiteit in een bepaald gebied van de hersenen (bijvoorbeeld in de motorische gebieden bij het bewegen van een arm of been, of in de visuele gebieden bij het kijken naar patronen; zie de illustratie) gaat gepaard met een sterkere doorbloeding van deze gebieden. In de rode bloedcellen in de bloedvaten van de hersenen treedt daarbij een verandering op in het [[hemoglobine]]. Hemoglobine heeft als eigenschap dat het zuurstof absorbeert. Verlaging van het zuurstofgehalte van hemoglobine gaat gepaard met een verandering in de magnetische eigenschappen van hemoglobine, die vervolgens door de fMRI-detectoren wordt opgepikt. Deze detectoren meten in feite de verhouding tussen het zuurstofrijke en zuurstofarme hemoglobine. Deze verhouding wordt ook wel het BOLD (=Blood Oxygenation Level Dependent)-effect genoemd. Deze methode is in 1990 voor het eerste beschreven door [[Seiji Ogawa]] in het AT&T Bell lab.<ref>Ogawa, S., Lee, T.M., Nayak, A.S., and Glynn, P. (1990). "Oxygenation-sensitive contrast in magnetic resonance image of rodent brain at high magnetic fields". Magnetic Resonance in Medicine 14: 68–78.</ref>
Regel 9:
Een latere ontwikkeling is de gelijktijdig registratie van het [[Elektro-encefalografie|EEG]] en fMRI<ref>Goldman, R,I,, Stern, J.M. Engel,J.J., Cohen, M.S. (August 2000). "Acquiring simultaneous EEG and functional MRI". Clinical Neurophysiology 111 (11): 1974–80. doi:10.1016/S1388-2457(00)00456-9. PMID 11068232.</ref>, waardoor men zowel de elektrische activiteit als de mate van doorbloeding van hersengebieden kan bepalen, tijdens verrichting van een cognitieve taak.
*Grootschalige netwerken
Een andere ontwikkeling is de [[RS-fMRI]] (''resting state fMRI'') waarbij de activiteit van de hersenen in rust wordt gemeten. In een toestand van rust vertonen gebieden in de hersenen namelijk coherente spontane neurale activiteit(<0.1 Hz) die mogelijk wijst op functionele verbindingen tussen die gebieden. RS-fMRI is dus vooral interessant om de diffuse toestand van de hersenen te meten als er geen sprake is van taakgerichte activiteit. Uit dergelijk onderzoek is bijvoorbeeld gebleken dat de hersenen ook in rust veel energie gebruiken. De Amerikaanse hersenonderzoeker [[Marcus Raichle]] sprak in dit verband van een [[defaultnetwerk]] ('terugvalnetwerk'): een netwerk in de hersenen dat eigenlijk altijd actief is, en mogelijk ook onze [[dagdromen]] en bepaalde aspecten van ons [[zelfbewustzijn]] weerspiegelt.<ref>Debra A. Gusnard & Marcus E. Raichle. Searching for a baseline: Functional imaging and the resting human brain. Nature Reviews Neuroscience 2, 685-694 (October 2001)</ref><ref>Raichle, Marcus E.; Snyder, Abraham Z. (2007). "A default mode of brain function: A brief history of an evolving idea". NeuroImage 37 (4): 1083–90.</ref> Mogelijk is dit netwerk ook nodig om de functionele verbindingen in netwerken van de hersenen te onderhouden. RS-fRMI wordt verder toegepast om activiteit van het brein in toestanden van [[stress]], [[piekeren]] en [[depressie (klinisch)|depressie]], of effecten van [[Psychofarmacon|psychofarmaca]] te meten.<ref>http://www.leidenuniv.nl/nieuwsarchief2/1880.html</ref><ref> Buckner, R. L.; Andrews-Hanna, J. R.; Schacter, D. L. (2008). "The Brain's Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease". Annals of the New York Academy of Sciences 1124: 1–38.</ref> Naast het defaultnetwerk zijn inmiddels via analyse van fMRI-metingen andere grootschalige netwerken in het brein in kaart gebracht, zoals het [[saliencenetwerk]] ('opvallendheidnetwerk') en een [[Executieve functies|centraal-executief netwerk]] dat vooral betrokken is bij actieve cognitieve processen als [[aandacht]] en [[werkgeheugen (mens)|werkgeheugen]].<ref>Damoiseaux, J.S. et al. (2006) Consistent resting-state networksacross healthy subjects. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103, 13848–13853</ref><ref>Seeley WW, Menon V, Schatzberg AF, Keller J, Glover GH, Kenna H et al (2007) Dissociable intrinsic connectivity networks for salience processing and executive control. J Neurosci 27(9)</ref> Mogelijk bestaat tussen deze netwerken een vorm van interactie waardoor bijvoorbeeld het saliencenetwerk het defaultnetwerk kan inhiberen als het brein door prikkels van buiten of bepaalde taakverrichting wordt geactiveerd.<ref>V. Menon, L.Q. Uddin. Saliency, switching, attention and control: a network model of insula function. Brain Struct Funct, 214 (2010), pp. 655–667</ref>
*Functionele connectomie
Door te kijken naar de samenhang of correlatie tussen activiteitspatronen van verschillende gebieden in de hersenen kunnen we ook een beeld krijgen van de functionele connectiveit: hoe of in welke mate de gebieden met elkaar samenwerken. De consistente patronen van langzame synchrone fMRI-activiteit van hersengebieden worden ook wel aangeduid als functionele [[connectiviteit]]. Doel van onderzoek is vast te stellen in hoeverre ook individuen gekenmerkt zijn door een 'functioneel connectoom': eigen specifieke kaarten van functionele neurale activiteit die als [[fenotype]]n kunnen fungeren voor moleculair-genetisch studies en [[biomarker]]s van ontwikkelings- en pathologisch processen in de hersenen. <ref>B.B. Biswal et al. (2010) Toward discovery science of human brain function. PNAS, March 9, vol. 107, no. 10 </ref>
| |||