Funkční magnetická rezonance - fMRI
Co je funkční magnetická rezonance (fMRI)?
Funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI = functional magnetic resonance imaging, v češtině se často používá zjednodušený termín "funkční magnetická rezonance") je moderní zobrazovací (a potažmo vyšetřovací) metoda, pomocí níž se snažíme zobrazit (mapovat) funkční oblasti mozku aktivované při provádění určitého úkolu či stimulace. fMRI se začala rozvíjet především v poslední dekádě 20. století a značně obohatila poznání v oblasti kognitivních neurověd a klinické neurofyziologie. Mapování se provádí buď na základě změny prokrvení dané oblasti (perfuze) nebo na základě změny oxygenace krve (tzv. BOLD efektu). BOLD fMRI (nazvané dle využití BOLD efektu) je dnes nejčastějším způsobem a takřka se stalo synonymem pro obecnější název fMRI. Metoda tedy umožňuje na základě změny oxygenace krve a lokálního krevního průtoku nepřímo detekovat ty části mozkové kůry, které se podílejí na provedení kognitivní, motorické, či jiné úlohy vykonávané měřeným subjektem. Funkční MRI nalézá uplatnění především v neurofyziologickém výzkumu. Využití v klinické praxi je doposud ještě limitované (zejména je třeba odpovědná účast vyšetřované osoby), nicméně se začínají objevovat náznaky změny. Na řadě pracovišť se již využívá tato metoda jako doplňující vyšetření např. před neurochirurgickou intervencí. Mezi vhodné klinické aplikace patří lokalizace řečových či motorických center.
Techniky funkčního zobrazování mozku
Funkční zobrazování mozku (nebo také funkční mapování) lze definovat různým způsobem. Uvažujeme-li šířeji pojatou definici, pak zahrnuje celý rozsah technik u nichž jsou fyziologické změny spojeny s mozkovou aktivitou. Asi nejkvalitnější metodou by bylo mapování činnosti jednotlivých neuronů, což je ovšem pro zobrazovací metody úkol téměř neřešitelný. Proto se metody funkčního mapování opírají o aktivitu rozsáhlých populací neuronů. To je naštěstí přístup s taktéž vysoce informativní hodnotou, jelikož jednotlivé neurony nepracují nezávisle, ale sdružují se do jistých funkčních oblastí. Tedy navzdory velmi malým rozměrům neuronů jsme schopni mapovat mozkové funkce i za použití prostorového rozlišení jednotek milimetrů či lepšího.
V současné době se pro funkční mapování používá řada metod vycházejících z odlišných principů a využívajících různých měřených veličin. Např. EEG (elektroencefalograf) snímá změny elektrických potenciálů na povrchu hlavy, MEG (magnetoencefalograf) obdobně snímá změny magnetického pole. PET (pozitronová emisní tomografie) změny metabolismu nebo krevního toku. Poměrně mladá je metoda zvaná funkční magnetická rezonance (fMR, fMRI), která k funkčnímu mapování používá MR tomografu. fMRI může využívat dvou způsobů nepřímého mapování neuronální aktivity. První způsob využívá lokálního zvýšení průtoku krve, tzv. perfuze, v místě neuronální aktivity. Druhý způsob využívá změnu poměru okysličené a neokysličené krve v místě neuronální aktivity, což se označuje jako BOLD efekt (blood oxygeantion level dependent). Metody se pak nazývají BOLD fMRI a perfuzní fMRI. Pro vlastní funkční zobrazování se u fMRI používají MR snímky vážené tak, aby byly schopny zachytit výše popsané efekty.
Uvedené metody se od sebe vzájemně liší prostorovým a časovým rozlišením. Nejvyšší časové rozlišení, ovšem současně s tím i nízké prostorové rozlišení, poskytují EEG a MEG. Nevýhodou PET je zejména vystavení vyšetřované osoby radioaktivnímu záření a špatné časové rozlišení. fMRI je neinvazivní, s poměrně vysokým prostorovým rozlišením a přijatelným časovým rozlišením. Může se tak jevit jako ideální metoda, ale má také svá negativa, např. kontraindikace vyšetření u osob s kardiostimulátorem, časovou a ekonomickou náročnost atd. Zmíněné metody samozřejmě nejsou úplným výčtem, zahrnují však nejpoužívanější možnosti funkčního zobrazování mozku.
