Magnetoencephalography adalah salah satu teknik neuroimaging paling terkenal yang digunakan baik dalam program intervensi klinis dan dalam penelitian tentang otak manusia. Oleh karena itu, ini adalah contoh bagaimana teknologi membantu kita mengenal diri kita lebih baik.
Pada artikel ini kita akan melihat apa itu magnetoencephalography dan bagaimana cara kerjanya, serta apa kegunaannya.
- Artikel terkait: “Neuropsikologi: apa itu dan apa objek studinya?”
Memahami otak dari teknologi baru
Tidak ada keraguan bahwa otak adalah sistem yang terdiri dari jutaan proses biologis yang sangat kompleks, termasuk bahasa, persepsi, kognisi, dan kontrol motorik. Itulah sebabnya selama ribuan tahun tubuh ini telah membangkitkan minat besar dari semua jenis ulama yang telah memberikan berbagai hipotesis tentang fungsinya.
Beberapa tahun yang lalu, untuk mengukur proses kognitif, teknik pengukuran perilaku digunakan; seperti pengukuran waktu reaksi dan tes kertas dan pensil. Kemudian, sepanjang tahun 90-an, kemajuan teknologi yang hebat memungkinkan untuk merekam aktivitas otak yang terkait dengan proses kognitif ini. Ini adalah lompatan kualitatif yang hebat di bidang penelitian ini dan pelengkap teknik tradisional yang masih digunakan sampai sekarang.
Berkat kemajuan ini, hari ini diketahui bahwa miliaran neuron yang saling berhubungan mengintervensi fungsi otak, membentuk apa yang dikenal sebagai koneksi sinaptik dan, koneksi ini, digerakkan oleh impuls listrik di otak.
Setiap neuron dapat dikatakan bekerja seolah-olah merupakan “pompa elektrokimia kecil” yang mengandung ion-ion, yang bermuatan listrik, dan terus bergerak, baik di dalam maupun di luar membran sel neuron. Ketika neuron diisi, mereka memberikan aliran arus ke dalam sel, dan ini pada gilirannya dirangsang ; menyebabkan apa yang dikenal sebagai potensial aksi yang menyebabkan neuron menembakkan aliran ion bermuatan.
Potensial listrik ini bergerak hingga mencapai daerah prasinaps dan kemudian melepaskan neurotransmiter di ruang sinaptik yang mengakses membran pascasinaps sel dan segera menyebabkan perubahan fluks ionik intra dan ekstraseluler.
Ketika beberapa neuron dan sel yang saling berhubungan secara sinaptik diaktifkan secara bersamaan, mereka memberikan aliran arus listrik disertai dengan medan magnet dan, karenanya, mengalir menuju korteks serebral.
Diperkirakan bahwa untuk memulai medan magnet, yang dapat diukur melalui alat ukur yang ditempatkan di kepala, diperlukan 50.000 neuron atau lebih yang aktif dan saling berhubungan. Jika terjadi arus listrik yang bergerak berlawanan arah, medan magnet yang menyertai setiap arus akan saling meniadakan (Hari dan Salmelin, 2012; Zhang et al., 2014).
Proses kompleks ini dapat divisualisasikan berkat teknik neuroimaging, di antaranya adalah salah satu yang ingin kita soroti dan akan dibahas secara lebih rinci dalam artikel ini, magnetoencephalography.
- Anda mungkin tertarik: “Jenis neuron: karakteristik dan fungsi”
Apa itu magnetoensefalografi?
Magnetoencephalography (MEG) adalah teknik neuroimaging yang digunakan untuk mengukur medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik di otak. Arus listrik ini dihasilkan melalui koneksi saraf di seluruh otak untuk menghasilkan banyak fungsi. Setiap fungsi menghasilkan gelombang otak tertentu dan ini akan memungkinkan kita untuk mendeteksi, misalnya, jika seseorang bangun atau tidur.
MAG juga merupakan tes medis non-invasif; oleh karena itu, selama penanganan, tidak ada instrumen yang perlu dimasukkan ke dalam tengkorak untuk mendeteksi sinyal listrik interneuronal. Alat ini memungkinkan kita untuk mempelajari otak manusia ‘in vivo’, sehingga kita dapat mendeteksi berbagai mekanisme otak dalam operasi penuh saat orang tersebut menerima rangsangan tertentu atau melakukan beberapa aktivitas. Pada saat yang sama, memungkinkan kita untuk menemukan anomali, jika ada (Del Abril, 2009).
Dengan MEG, kita dapat memvisualisasikan gambar tiga dimensi seluler yang dapat kita deteksi dengan cara yang tepat, selain anomali, strukturnya, dan fungsi yang dipenuhinya. Hal ini memungkinkan para profesional untuk dapat menyelidiki apakah ada hubungan dengan kepribadian subjek yang menyajikan anomali ini, mempelajari apakah genetika memainkan peran yang relevan dan bahkan kontras jika mereka mempengaruhi kognisi dan emosi.
- Artikel terkait: “5 teknologi utama untuk mempelajari otak”
Siapa yang bertanggung jawab dan di mana MEG biasanya digunakan?
Profesional khusus yang bertugas melakukan tes evaluasi otak ini adalah ahli radiologi.
Tes ini, serta teknik neuroimaging lainnya, biasanya dilakukan di lingkungan rumah sakit di mana semua mesin yang diperlukan tersedia.
Sistem yang melakukan MEG dilakukan di ruangan khusus yang harus dilindungi untuk mencegah interferensi yang dapat terjadi melalui sinyal magnet kuat yang akan dihasilkan lingkungan jika dilakukan di sembarang tempat.
Untuk melakukan tes ini, pasien duduk dan “helm” yang berisi sensor magnetik ditempatkan di kepalanya. Sinyal yang memberikan pengukuran MEG dideteksi oleh komputer.
Teknik lain yang memungkinkan mempelajari otak ‘in vivo’
Ini adalah teknik neuroimaging, juga dikenal sebagai tes neuroradiologi, yang memungkinkan memperoleh gambar struktur otak dalam operasi penuh. Teknik ini memungkinkan mempelajari gangguan atau kelainan pada sistem saraf pusat untuk menemukan pengobatan.
Menurut Del Abril dkk. (2009) teknik yang paling banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir, selain magnetoencephalography, adalah sebagai berikut.
1. Computerized axial tomography (CT)
Teknik ini digunakan melalui komputer yang terhubung dengan mesin x-ray. Tujuannya adalah untuk menangkap serangkaian gambar detail bagian dalam otak, yang diambil dari berbagai sudut.
2. Resonansi Magnetik Nuklir (NMR)
Untuk mengembangkan teknik ini, menggunakan elektromagnet besar, gelombang radio, dan komputer digunakan untuk menangkap gambar detail otak. Dengan MRI, gambar dengan kualitas yang lebih tinggi diperoleh daripada yang diperoleh dengan CT. Teknik ini merupakan terobosan untuk penelitian pencitraan otak.
3. Tomografi emisi positron (PET)
Ini dianggap sebagai salah satu teknik paling invasif. Ini digunakan untuk mengukur aktivitas metabolisme berbagai daerah otak.
Hal ini dicapai dengan menyuntikkan pasien dengan zat radioaktif yang mengikat glukosa dan kemudian mengikat membran sel-sel sistem saraf pusat melalui aliran darah.
Glukosa terakumulasi dengan cepat di daerah dengan aktivitas metabolisme tertinggi. Ini memungkinkan untuk mengidentifikasi penurunan jumlah neuron di area otak tertentu, jika hipometabolisme terdeteksi.
- Anda mungkin tertarik: “Kerusakan otak yang didapat: 3 penyebab utamanya”
4. Pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI)
Teknik ini adalah varian lain yang digunakan untuk memvisualisasikan daerah otak yang aktif pada waktu tertentu atau saat melakukan beberapa aktivitas; Ini dicapai dengan mendeteksi peningkatan oksigen dalam darah di area yang paling aktif. Hal ini memungkinkan Anda untuk mencapai gambar dengan resolusi yang lebih baik daripada teknik pencitraan fungsional lainnya.
5. Elektroensefalogram (EEG)
Teknik dimulai pada 1920-an yang digunakan untuk mengukur aktivitas listrik otak dengan menempatkan elektroda di tengkorak.
Tujuan dari alat ini adalah untuk menyelidiki pola gelombang otak yang terkait dengan keadaan perilaku tertentu (misalnya, gelombang beta dikaitkan dengan kewaspadaan dan juga terjaga; sementara gelombang delta dikaitkan dengan tidur) dan juga memungkinkan deteksi kemungkinan gangguan neurologis (misalnya, epilepsi).
Keuntungan besar yang dimiliki MEG dibandingkan EEG adalah kemampuan untuk mengungkapkan lokasi tiga dimensi dari kelompok neuron yang menghasilkan medan magnet yang diukur.
- Anda mungkin tertarik: “Bagian otak manusia (dan fungsinya)”
Keuntungan dan kerugian dari Magnetoencephalography
Seperti halnya sumber daya apa pun untuk membuat otak menjadi kenyataan yang dapat dipahami dan mampu memberikan data yang relevan, magnetoensefalografi memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu. Mari kita lihat apa mereka.
Keuntungan
Menurut Zhang, Zhang, Reynoso dan Silva-Pereya (2014), di antara kelebihan teknik pengukuran otak revolusioner ini, berikut ini menonjol.
Seperti disebutkan sebelumnya, ini adalah tes non-invasif, jadi tidak perlu menembus bagian dalam tengkorak dengan beberapa jenis instrumen khusus untuk dapat mengukur medan magnet yang dipancarkan oleh arus saraf di berbagai wilayah otak. Terlebih lagi, ini adalah satu-satunya teknik neuroimaging yang sepenuhnya non-invasif. Tentu saja, penggunaannya tidak ada salahnya.
Selain itu, memungkinkan kemungkinan melihat gambar fungsional otak pada saat disimpulkan bahwa mungkin ada kelainan tetapi tidak ada bukti anatomi yang dapat membuktikannya. Itulah mengapa tes ini menunjukkan titik lokal aktivitas otak dengan presisi tinggi.
Keuntungan lain yang telah ditemukan adalah bahwa ia juga menawarkan kemungkinan untuk memeriksa bayi yang belum memperoleh kemampuan untuk memancarkan tanggapan perilaku.
Terakhir, menurut Maestu et al. (2005) sinyal MEG tidak terdegradasi oleh perjalanannya melalui jaringan yang berbeda ; sesuatu yang terjadi dengan arus yang ditangkap oleh EEG. Hal ini memungkinkan magnetoencephalography untuk mengukur sinyal saraf secara langsung dan dalam hitungan milidetik.
Kekurangan
Menurut Maestu dkk. (2005) MEG menyajikan beberapa keterbatasan yang mencegahnya menjadi teknik definitif di bidang studi kognisi. Keterbatasan tersebut adalah:
- Ketidakmungkinan menangkap sumber yang berada di kedalaman otak.
- Sensitivitas tinggi terhadap lingkungan di mana tes berlangsung.