מגנטואנצפלוגרפיה בוחנת את הפעילות המגנטית של ה- מוֹחַ. יחד עם שיטות אחרות, הוא משמש למודל מוֹחַ פונקציות. הטכניקה משמשת בעיקר במחקר ולתכנון הליכים נוירוכירורגיים קשים מוֹחַ.
מהי מגנטואנצפלוגרפיה?
מגנטואנצפלוגרפיה חוקרת את הפעילות המגנטית של המוח. יחד עם שיטות אחרות, הוא משמש למודל תפקוד המוח. מגנטואנצפלוגרפיה, המכונה גם MEG, היא שיטת בדיקה הקובעת את הפעילות המגנטית של המוח. בתהליך זה המדידה נעשית על ידי חיישנים חיצוניים הנקראים SQUIDs. SQUIDs עובדים על בסיס סלילי מוליך-על ויכולים לרשום את שינויי השדה המגנטי הקטנים ביותר. מוליך העל דורש טמפרטורה הקרובה לאפס מוחלט. קירור זה יכול להיות מושג רק על ידי הליום נוזלי. המגנטואנצפלוגרפים הם מכשירים יקרים מאוד, במיוחד מכיוון שתשומת חודשית של כ -400 ליטר הליום נוזלי נחוצה להפעלתם. תחום היישום העיקרי של טכנולוגיה זו הוא מחקר. נושאי המחקר הם, למשל, בירור הסנכרון של אזורי מוח שונים במהלך רצפי תנועה או בירור התפתחות של רעד. יתר על כן, מגנטואנצפלוגרפיה משמשת גם לזיהוי אזור המוח האחראי להווה אֶפִּילֶפּסִיָה.
פונקציה, אפקט ומטרות
מגנטואנצפלוגרפיה משמשת למדידת שינויים קטנים בשדה המגנטי המיוצרים במהלך פעילות עצבית של המוח. זרמים חשמליים נרגשים בתאי עצב במהלך העברת גירויים. כל זרם חשמלי מייצר שדה מגנטי. בתהליך זה נוצר דפוס פעילות על ידי הפעילות השונה של תאי העצב. ישנם דפוסי פעילות אופייניים המאפיינים את תפקודם של אזורי מוח בודדים במהלך פעילויות שונות. אולם בנוכחות מחלות יכולות להיווצר דפוסים חריגים. סטיות אלה מתגלות במגנטואנצפלוגרפיה על ידי שינויים קלים בשדה המגנטי. בתהליך זה, האותות המגנטיים מהמוח מייצרים מתח חשמלי בסלילי המגנטואנצפלוגרף, שנרשמים כנתוני מדידה. האותות המגנטיים במוח קטנים ביותר בהשוואה לשדות מגנטיים חיצוניים. הם נמצאים בטווח של כמה פמטוטסלה. השדה המגנטי של כדור הארץ כבר חזק פי 100 מיליון מהשדות שנוצרים על ידי גלי מוח. זה מראה את האתגרים של המגנטואנצפלוגרף להגן עליהם מפני השדות המגנטיים החיצוניים. לכן, המגנטואנצפלוגרף מוצב בדרך כלל בתא מוגן אלקטרומגנטית. שם מוחלשת השפעתם של שדות בתדר נמוך מאובייקטים שונים המופעלים באמצעות חשמל. בנוסף, תא מיגון זה מגן מפני קרינה אלקטרומגנטית. העיקרון הפיזי של מיגון מבוסס גם על העובדה שלשדות המגנטיים החיצוניים אין תלות מרחבית כה גדולה כמו השדות המגנטיים שיוצר המוח. לפיכך, עוצמת האותות המגנטיים של המוח פוחתת באופן מרובע עם המרחק. ניתן לדכא שדות עם תלות מרחבית נמוכה יותר על ידי מערכת הסלילים של המגנטואנצפלוגרף. זה נכון גם לגבי האותות המגנטיים של פעימות לב. למרות שהשדה המגנטי של כדור הארץ חזק יחסית, הוא גם לא משפיע על המדידה. זה נובע מהעובדה שזה מאוד קבוע. רק כאשר המגנטואנצפלוגרף נחשף לתנודות מכניות חזקות, ניכרת השפעת השדה המגנטי של כדור הארץ. מגנטואנצפלוגרף מסוגל לתעד את הפעילות הכוללת של המוח ללא כל עיכוב בזמן. מגנטואנצפלוגרפים מודרניים מכילים עד 300 חיישנים. יש להם מראה דמוי קסדה ומונחים על ראש למדידה. מגנטואנצפלוגרפיות מחולקות למגנומטרים ולדרג-מטרים. בעוד שלמגנטומטרים יש סליל איסוף אחד, גרדיומטרים מכילים שני סלילי איסוף שנמצאים במרחק של 1.5 עד 8 ס"מ. בדומה לתא המגן, לשני הסלילים יש את ההשפעה ששדות מגנטיים בעלי תלות מרחבית נמוכה מדוכאים עוד לפני המדידה. יש כבר פיתוחים חדשים בתחום החיישנים. לדוגמא, פותחו חיישנים מיניאטוריים שיכולים לפעול גם בטמפרטורת החדר ולמדוד עוצמות שדה מגנטיות של עד פיקוטסלה אחת. היתרונות החשובים של מגנטואנצפלוגרפיה הם הרזולוציה הטמפורלית והמרחבית הגבוהה שלה. לפיכך, רזולוציית הזמן טובה יותר מאלפית שנייה. יתרונות אחרים של מגנטואנצפלוגרפיה על פני EEG (אלקטרואנצפלוגרפיה) הם קלות השימוש שלו והדוגמנות הפשוטה יותר מבחינה מספרית.
סיכונים, תופעות לוואי וסכנות
לא בריאות בעיות צפויות בעת שימוש במגנטואנצפלוגרפיה. ניתן להשתמש בהליך ללא סיכון. עם זאת, יש לציין כי חלקי מתכת בגוף או קעקועים עם פיגמנטים צבע המכילים מתכת יכולים להשפיע על תוצאות המדידה במהלך המדידה. בנוסף לכמה יתרונות על פני EEG (אלקטרואנצפלוגרפיה) ושיטות אחרות לבחינת תפקוד המוח, יש בו גם חסרונות. הזמן הגבוה והרזולוציה המרחבית מגלים בבירור יתרון. בנוסף, מדובר בשיטת בדיקה נוירולוגית לא פולשנית. עם זאת, החיסרון הגדול ביותר הוא חוסר הייחודיות של הבעיה ההפוכה. בבעיה ההפוכה התוצאה ידועה. עם זאת, הסיבה שהובילה לתוצאה זו אינה ידועה ברובה. לגבי מגנטואנצפלוגרפיה, עובדה זו פירושה שלא ניתן להקצות באופן חד משמעי את הפעילות הנמדדת של אזורי מוח לתפקוד או להפרעה. רק אם המודל שעובד בעבר נכון, משימה מוצלחת אפשרית. עם זאת, ניתן להשיג דוגמנות נכונה של תפקודי מוח בודדים על ידי צימוד מגנטואנצפלוגרפיה עם שיטות הבדיקה הפונקציונליות האחרות. שיטות פונקציונליות מטבוליות אלה הן פונקציונליות הדמיה בתהודה מגנטית (fMRI), ספקטרוסקופיה כמעט אינפרא אדום (NIRS), טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET), או פליטת פוטון יחיד טומוגרפיה ממוחשבת (SPECT). מדובר בטכניקות הדמיה או ספקטרוסקופיות. השילוב של תוצאותיהם מוביל להבנת התהליכים המתרחשים באזורי מוח בודדים. חסרון נוסף של MEG הוא העלות הגבוהה של ההליך. עלויות אלה נובעות משימוש בכמויות גדולות של הליום נוזלי הדרוש במגנטואנצפלוגרפיה כדי לשמור על מוליכות-על.
