Home / آخرین اخبار / تکنیک تصویربرداری جدید افکار شما را آشکار می کند

تکنیک تصویربرداری جدید افکار شما را آشکار می کند

نوروسافاری | محققان برای اولین بار از تکنولوژی تصویربرداری fMRI سریع، برای ردیابی فعالیت مغز انسان، به هنگام تفکر استفاده کردند. این پژوهش میتواند حرکت رو به جلوی بسیار مهمی در زمینه ی شناسایی شبکه های عصبی مسئول توجه، ادراک و سایر عملکردهای شناختی باشد.

به گزارش نوروسافاری به نقل از وبسایت موسسه بهداشت امریکا، محققان تحت حمایت مالی موسسه ملی تصویربرداری زیستی-پزشکی و مهندسی زیستی، NIBIB، از طریق افزایش چشمگیر سرعت MRI عملکردی یا همان fMRI توانسته اند از فعالیت نوسان کننده سریع  مغز در هنگام فکر کردن با سرعت بالایی تصویربرداری کنند. تکنولوژی fMRI تغییرات سطح اکسیژن رسانی خون را اندازه گیری میکند؛ که پیش از این، تصور میشد به دلیل کند بودن، قادر نیست فعالیت های جزئی نورونی مرتبط با عملکردهای سطوح بالاتر مغز را تشخیص دهد. این کشف جدید که در آن fMRI میتواند نوسانات سریع مغزی را تشخیص دهد، قدم مهمی به سمت تحقق بخشیدن به یکی از اهداف اساسی علوم اعصاب است: این هدف شامل جانمایی و نقشه برداری از شبکه های مغزی مسئول عملکردهای شناختی همانند ادراک، توجه و آگاهی است.

دکتر جیواینگ لیو، سرپرست برنامه ی MRI در موسسه ی NIBIB این گونه توضیح میدهد:” هدف اساسی ریاست جمهوری از معرفی برنامه ی BRAIN Initiative، وارد کردن علوم اعصاب به یک قلمرو جدید است که در آن ما میتوانیم با روش های غیر تهاجمی، شبکه های عصبی را شناسایی و ردیابی کنیم. این پژوهش نشان دهنده ی پتانسیل fMRI برای نقشه برداری مدارهای سالم مغزی و مدارهای مرتبط با بیماری های مغزو اعصاب نظیر زوال عقلی و سایر اختلالات سلامت روان اشاره کرد که جزء مشکلات مهم سلامت ملی و جهانی محسوب میشوند.” (  مترجم: طرح BRAIN Initiative در سال ۲۰۱۳ توسط کاخ سفید و با سرپرستی آقای اوباما معرفی و با مشارکت های عمومی و خصوصی در جهت توسعه و پیشبرد علوم اعصاب و کاربردهای آن راه اندازی شد. )

تکنولوژی fMRI از طریق شناسایی افزایش موضعی اکسیژن -که به دلیل افزایش خون رسانی به نواحی در حال کار مغز ایجاد میشود- عمل میکند. این تکنولوژی در تشخیص نواحی کنترل کننده ی فعالیت های مختلف مغزی مانند بینایی، شنوایی و یا لامسه کاربرد داشته است. با این حال fMRI استاندارد تنها قادر است جریان خونی را که وارد یک ناحیه ی خاص شده است، “چندین ثانیه” پس از انجام یک عملکرد تشخیص دهد. این مساله عموما به عنوان یک محدودیت، در مورد آنچه با fMRI قابل تشخیص است، پذیرفته شده بود. به طور مثال شناسایی ناحیه ای از مغز که نسبت به یک محرک گسترده (مانند پرتو بسیار شدید نور روشن برای مدت ۳۰ ثانیه به صورت مداوم) پاسخ می دهد.

دکتر جاناتان پولیمنی، نویسنده ارشد این مطالعه و همکارانش در مرکز آتینولا مارتینوسِ هارواد برای تصویربرداری زیستی-پزشکی، با ترکیب چندین تکنولوژی جدید، تکنیک fMRI سریع را در جهت ردیابی شبکه های نورونی کنترل کننده ی پردازش فکر بکار گرفتند و دریافتند که آنها اکنون میتوانند فعالیت نوسانی مغز را با سرعت بالا اندازه گیری کنند. نتایج این مطالعه ی پیشگامانه در شماره اکتبر ۲۰۱۶ ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences گزارش شده است.

محققان از fMRI سریع در داوطلبینی استفاده کردند که مشغول مشاهده ی یک صفحه ی شطرنجی در حال نوسان بودند. این تکنیک قادر به تشخیص نوسانات جزئی و سریع مغزی در جریان خون مغزی ناحیه ی کورتکس بینایی داوطلبان در حین مشاهده ی تغییرات الگوی صفحه ی شطرنجی بود.

دکتر پولیمنی توضیح می دهد:” الگوی صفحه ی شطرنجی در حال نوسان بیشتر یک محرک مشابه محرکهای طبیعی (مترجم: الهام گرفته شده از شرایط طبیعی) است به طوری که زمانبندی آن شبیه نوسانات بسیار جزئی نورونی ای است که در طول فرآیندهای عادی تفکر تولید می شوند. تکنولوزی fMRI سریع، نوسانات نورونی ایجاد شده ای را تشخیص میدهدکه به مغز امکان فهم چیستی آنچه که مشاهده میکنید را میدهد. (در این مورد الگوی صفحه ی شطرنجی درحال تغییر). تشخیص این نوسانات جزئی برای تکنولوژی fMRI استاندارد کاملا غیر ممکن بود. این نتایج هیجان انگیز امکان استفاده از تکنیک fMRI سریع را برای تصویربرداری از شبکه های نورونی پردازشگر افکار انسان را فراهم می کند.”

چنین امکانی توسط نویسنده ی اول این مطالعه دکتر لارا لوئیس پیشنهاد شد:” چنین تکنیکی به ما روشی را ارائه میدهد که به وسیله ی آن بتوانیم اطلاعات با جزئیات خیلی بیشتری را در مورد فعالیت های پیچیده ی مغز بدست آوریم مانند آنچه در خواب اتفاق می افتند یا سایر تغییرات حالت های پویایی مغز مانند بیهوشی با دارو یا در طول توهم.”

دکتر پولیمنی اینگونه نتیجه گیری میکند:” همواره گمان می شد که fMRI نقش بسیار مهمی در این گونه از مطالعات خواهد داشت. پیشرفت معنادار علوم اعصاب شناختی به نقشه برداری از الگوهای فعالیت های مغزی ای بستگی دارد که در طول همه ی تجربیات ما به صورت سریع و پیوسته تغییر میکنند. به همین دلیل ما بسیار هیجان زده هستیم از اینکه نتایج این کار ما در راستای رسیدن به این هدف کمک شایانی می کند.”

نتایج این پژوهش باعث شد تا دکتر پولیمنی برنده ی کمک هزینه ی تحقیقاتی از NIH BRAIN Initiative شود. کمک هزینه ی BRAIN برای گسترش مطالعاتی صرف خواهد شد که در آن از تکنولوژی fMRI سریع برای بهبود نقشه برداری عملکردی مغز انسان، در یک مقیاس ریزتر، استفاده شود.

مترجم: سید محمد رضا گواهی وبسابت نوروسافاری

لینک گزارش این پژوهش در ژورنال PNAS:

Fast fMRI can detect oscillatory neural activity in humans

لینک گزارش خبری در وبسایت NIH:

Imaging technique can see you think

Check Also

سه مساله بحث برانگیز علوم اعصاب

مطالب مرتبط: کارگاه آموزشی “نقشه برداری کارکردی مغز در سطح شبکه های عصبی” Brain Activity …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *