5 instrumentów badawczych w neuronauce

Neuroscience to dyscyplina naukowa badająca układ nerwowy i jak różne elementy, które go tworzą, wchodzą w interakcje i powodują zachowanie. Jest to złożona dziedzina badań, która odpowiada od funkcjonowania neuronów do zachowania, a zatem jest bardzo szeroka. Jest to jednak bardzo przydatne, jeśli chodzi o zrozumienie, jak rozwija się nasze zachowanie.

Teraz dobrze, ta dyscyplina wykorzystuje naukową metodę do zdobywania wiedzy poprzez serię instrumentów badawczych w neuronauce. W rzeczywistości są one przydatne zarówno do badania anatomii, jak i funkcjonalności mózgu. Oczywiście każdy z nich ma pewne zalety i wady, które sprawiają, że nadają się do pewnych sytuacji, a nie do innych.

Dlatego poniżej omówimy pokrótce najczęściej używane instrumenty w neuronauce: EEG, MEG, TAC, TEP i fMRI..

Elektroencefalogram (EEG)

To jest instrument mierzy, jak energia elektryczna płynie wzdłuż kory mózgowej. Gdy neuron jest aktywowany, wytwarzany jest przez niego krok jonów, który możemy zmierzyć za pomocą szeregu elektrod. Elektrody te są umieszczone bezpośrednio na skórze głowy wraz z pewnym rodzajem substancji, która ułatwia przepływ prądu. Dzięki temu możemy rejestrować aktywność neuronową w postaci fal.

EEG jest jednym z instrumentów badań w neuronauce z ogromną zdolnością czasową. Jednak jego pojemność przestrzenna jest bardzo słaba. Przydatne jest powiązanie wzorców fal z pewnymi procesami, ale jeśli chcemy je zlokalizować, musimy użyć innego instrumentu.

Przykładem jej zastosowania są badania faz snu. To dlatego, że każdy z nich odpowiada specyficznemu wzorowi fal.

Magnetoencefalogram (MEG)

Jest bardzo podobny do EEG, ale nie rejestruje zmian napięcia, ale pola magnetyczne neuronów. Jest to fizyczna zasada, że ​​każdy prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne prostopadłe do siebie. Dzięki temu możemy umieścić na skórze głowy receptory, które mierzą aktywność mózgu.

Ponadto, anatomia strukturalna kory powoduje, że pole magnetyczne niektórych neuronów nie opuszcza czaszki, podczas gdy inne tak. To Przydatne jest zmierzenie aktywności niektórych obszarów mózgu Brak hałasu lub zakłóceń.

W porównaniu do EEG, MEG ma gorszą rozdzielczość czasową. Dzieje się tak, ponieważ wykrycie pola magnetycznego ma większe opóźnienie. Ale to prawda zakłada dużą poprawę rozdzielczości przestrzennej, ponieważ możemy znać lokalizację, w której te pola magnetyczne zostały wygenerowane.

Skomputeryzowana tomografia osiowa (CAT)

Jest to jeden z instrumentów badawczych w neuronauce bardziej przydatne do badania anatomii strukturalnej mózgu. Polega ona na przepuszczaniu wielu wiązek promieniowania rentgenowskiego wokół głowy z różnych kątów. Po wykonaniu tego zadania, za pomocą programu komputerowego, wszystkie obrazy są łączone w celu uzyskania obrazu mózgu w 3D.

Przekraczając ludzkie ciało, pewna część promieni rentgenowskich jest pochłaniana przez krzyżujące się struktury. Tak więc, jeśli umieścimy odbiornik po drugiej stronie, zobaczymy fotografię pozostałości promieniowania rentgenowskiego. poda nam obraz obszarów, które przekroczyłeś w skali szarości.

CT jest bardzo użyteczną techniką, aby zobaczyć anatomię mózgu i przedstawia bardzo ograniczony koszt, poza tym, że jest to prosta praktyka. Mimo to ma pewne wady. Główną i być może poważniejszą jest inwazyjność testu. Część promieniowania jest pochłaniana przez mózg; powoduje to, że jego użycie jest ograniczone, aby uniknąć uszkodzeń. Ponadto obecnie istnieją techniki o znacznie lepszej rozdzielczości przestrzennej i czasowej niż TAC, takie jak rezonans magnetyczny.

Pozytonowa tomografia emisyjna (PET)

PET pozwala określić poziom aktywności metabolicznej każdego obszaru mózgu. Jest to interesujące dla dochodzenia, ponieważ daje nam świetne informacje o tym, gdzie występuje aktywność mózgu.

W tym celu osobnikowi wstrzykuje się glukozę związaną z radioaktywną etykietą (2-deoksy-D-glukoza). Substancja ta przedostanie się do mózgu, gdzie pozytrony radioaktywnego izotopu będą reagować z elektronami z otaczających atomów. W ten sposób zniszczą się nawzajem, uwalnianie światła w procesie.

To światło spowodowane reakcją pozytonów może zostać odebrany przez odbiorcę. W ten sposób uzyskasz obraz obszarów, w których mózg zużył więcej glukozy.

Ta technika jest zwykle używana w tym samym czasie, co tomografia komputerowa, aby dokładnie poznać struktury, w których metabolizowana jest glukoza. PET wykazuje wysoką rozdzielczość przestrzenną, ale doczesny pozostawia wiele do życzenia, ponieważ trzeba czekać, aż substancja zostanie pochłonięta przez mózg. Ogólnie rzecz biorąc, proces ten następuje po zdarzeniu poznawczym, które chcemy zmierzyć.

Poza tym tak jest jedna z najbardziej inwazyjnych technik w ramach instrumentów badawczych w neuronauce. Polega na wprowadzeniu promieniowania bezpośrednio do mózgu, co w konsekwencji stwarza zagrożenie dla jego struktur. Dlatego jest używany tylko w przypadkach, gdy jest to bardzo konieczne.

Rezonans magnetyczny (MR) i funkcjonalny rezonans magnetyczny (RMf)

Razem z TAC, MRI jest jedną z najczęściej stosowanych technik zarówno w neurobiologii, jak i medycynie. MRI wykorzystuje fizyczny fakt, że atomy pewnych substancji w ludzkim ciele reagują, gdy przechodzą przez falę elektromagnetyczną.

Zespół MRI wykorzystuje duży magnes do orientacji osi wszystkich atomów wodoru w mózgu w jednym kierunku. Kiedy puls elektromagnetyczny ustaje, wszystkie te atomy zostaną przeniesieni, zwracając sygnał energii, który możemy przechwycić.

FMRI jest wariantem pierwszego pozwala nam mierzyć aktywność i strukturę mózgu w czasie rzeczywistym, podczas gdy podmiot wykonuje aktywność z krótkim opóźnieniem czasowym. Wśród instrumentów badań w dziedzinie neuronauki możliwe jest, że przyczynią się do tego najlepsze wyniki przestrzenne i czasowe.

Ponadto, jego inwazyjność jest całkowicie zerowa, ponieważ pola magnetyczne poniżej pewnej mocy nie uszkadzają struktury mózgu. Teraz jego problem polega na wysokich kosztach, zarówno sprzętu, jak i jego konserwacji. Uzyskanie urządzenia RMf kosztuje około 5 milionów euro. Dlatego nie wszystkie szpitale mogą sobie na to pozwolić.

W tym artykule dowiedziałeś się więcej o niektórych narzędziach badawczych w neuronauce, które są obecnie używane. Badanie tej nauki jest wciąż na wczesnym etapie. Jednak dzięki tym technikom, za każdym razem wiemy więcej o tym, jak działa mózg.

Neurobiologia, sposób rozumienia zachowania umysłu Neuronauka próbowała odpowiedzieć na wszystkie pytania, które naukowcy pytają o związek między funkcjonowaniem mózgu a umysłem. Czytaj więcej ”