يمكن لإشارات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية أن تشوه نشاط الدماغ الحقيقي

يمكن لإشارات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية أن تشوه نشاط الدماغ الحقيقي

وجد الباحثون في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) وجامعة فريدريش ألكسندر إيرلانغن-نورمبرغ (FAU) أن زيادة إشارة الرنين المغناطيسي الوظيفي ترتبط بانخفاض نشاط الدماغ في حوالي 40 بالمائة من الحالات. وفي الوقت نفسه، لاحظوا انخفاضًا في إشارات الرنين المغناطيسي الوظيفي في المناطق ذات النشاط المتزايد.

وهذا يتناقض مع الافتراض القديم بأن زيادة نشاط الدماغ يصاحبه دائمًا زيادة في تدفق الدم لتلبية متطلبات الأكسجين الأعلى. وبما أن عشرات الآلاف من دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي في جميع أنحاء العالم تعتمد على هذا الافتراض، فإن نتائجنا يمكن أن تؤدي إلى تفسيرات معاكسة في العديد منها.

د. سميرة إيب، مؤلفة أولى

تكشف عناصر الاختبار الانحرافات عن التفسير القياسي

قام الأستاذ المساعد الدكتور فالنتين ريدل، وهو الآن أستاذ في جامعة FAU، وزميله Epp بفحص أكثر من 40 مشاركًا يتمتعون بصحة جيدة خلال فترة وجودهم في TUM. تم تكليف كل منهم بعدة مهام تجريبية - مثل الحساب الذهني أو استرجاع ذكريات السيرة الذاتية - والتي من المعروف أنها تثير تغييرات يمكن التنبؤ بها في إشارات الرنين المغناطيسي الوظيفي في مناطق الدماغ الموزعة. خلال هذه التجارب، قام الباحثون في نفس الوقت بقياس استهلاك الأكسجين الفعلي باستخدام تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي الكمية الجديدة.

اختلفت النتائج الفسيولوجية حسب المهمة ومنطقة الدماغ. ولم تكن زيادة استهلاك الأكسجين – على سبيل المثال في مناطق الحساب – مصحوبة بالزيادة المتوقعة في تدفق الدم. وبدلا من ذلك، أظهرت التحليلات الكمية أن هذه المناطق تلبي احتياجاتها الإضافية من الطاقة عن طريق سحب المزيد من الأكسجين من إمدادات الدم غير المتغيرة. وقد سمح لهم ذلك باستخدام الأكسجين الموجود في الدم بشكل أكثر كفاءة دون الحاجة إلى زيادة تدفق الدم.

الآثار المترتبة على تفسير اضطرابات الدماغ

وفقًا لريدل، تؤثر هذه النتائج أيضًا على تفسير نتائج الأبحاث حول أمراض الدماغ: "العديد من دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي حول الأمراض النفسية أو العصبية - من الاكتئاب إلى مرض الزهايمر - تفسر التغيرات في تدفق الدم كإشارة موثوقة لنقص أو فرط نشاط الخلايا العصبية. ونظرًا للأهمية المحدودة لهذه القياسات، فإن هذا يحتاج الآن إلى إعادة تقييم. خاصة في مجموعات المرضى الذين يعانون من تغيرات الأوعية الدموية - على سبيل المثال بسبب الشيخوخة أو أمراض الأوعية الدموية - يمكن أن تعكس القيم المقاسة الأوعية الدموية في المقام الأول الاختلافات وليس العجز العصبي." وتشير الدراسات السابقة على الحيوانات بالفعل إلى هذا الاتجاه.

ولذلك يقترح الباحثون استكمال نهج التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي بقياسات كمية. على المدى الطويل، يمكن أن يشكل هذا المزيج الأساس لنماذج الدماغ المعتمدة على الطاقة: فبدلاً من عرض خرائط التنشيط بناءً على افتراضات حول تدفق الدم، يمكن أن تظهر التحليلات المستقبلية قيمًا تشير إلى مقدار الأكسجين - وبالتالي الطاقة - المستخدم فعليًا لمعالجة المعلومات. وهذا يفتح آفاقًا جديدة لدراسة - وفهم أكثر دقة - الشيخوخة والأمراض النفسية أو العصبية فيما يتعلق بالتغيرات المطلقة في استقلاب الطاقة.

مصادر: