Методы исследования в нейробиологии очень важны, особенно если принять во внимание то, что мы ожидаем от этой науки в ближайшие годы. До недавнего времени, когда методы нейровизуализации были просто мечтой, проверка реальности некоторых теорий о нервной системе была сложной / невозможной.
В 1988 году испанский врач Сантьяго Рамон-и-Кахаль описал морфологию нейронов с помощью сложной системы окрашивания. С того времени в нейробиологии произошли различные вехи, такие как открытие электроэнцефалограммы (ЭЭГ) или классификация биологических ритмов мозга.
Что такое инструмент исследования нейробиологии?
Инструменты нейробиологического исследования — это устройства, которые позволяют нам изучать нервную систему. Так называемые методы нейровизуализации используются как для клинических, так и для академических целей. Таким образом, эти инструменты позволяют воздействовать на нервную систему от четыре подхода:
- Функциональный: описывает функционирование нервной системы, например, через потоки или степень активации различных областей.
- Структурные: предоставить анатомическую информацию о головном мозге или других структурах нервной системы.
- Электрический: методы, которые предоставляют информацию об электрической активности нервной системы.
- Стимуляция: средства, основанные на неинвазивной стимуляции мозга.
Структурные методы нейровизуализации
Среди структурных методов, специализирующихся на предоставлении анатомической информации, самым основным и широко используемым является рентгенография. Эта техника состоит из рентгеновское излучение; В зависимости от плотности ткани на фотопластинку проецируется другое изображение. Наконец, у нас есть два типа рентгеновских лучей:
- Общий рентген. Используются только рентгеновские лучи. Обычно используются для получения информации от костей, окружающих нервную систему, в случае переломов.
- Контрастный рентген. Он используется с тем же рентгеновским методом, но вводится в катетер через бедренную артерию. Этот сверхплотный контраст позволяет обнаруживать сосудистые изменения.
Компьютерная аксиальная томография
Речь идет о знаменитом сканере трубчатой формы. Эта техника Он основан на испускании рентгеновских лучей с разных направлений, что дает более законченное изображение и на разных уровнях резки.. Это быстрый и недорогой метод, позволяющий обнаруживать опухоли, аневризмы и кровоизлияния. С другой стороны, излучаемое излучение вредно для организма, и его четкость не так высока, как у других методов.
Магнитный резонанс
Этот метод исследования нейробиологии позволяет собирать изображения внутренней части тела с высоким разрешением и безопасным способом; одна из немногих мер предосторожности, которые необходимо соблюдать при его использовании, заключается в том, что он несовместим с металлическими имплантатами. В его основе лежит явление ядерного магнитного резонанса., где устройство записывает радиочастотные сигналы, излучаемые атомами водорода, ранее подвергавшимися воздействию магнитного поля.
Атомы водорода присутствуют в организме в больших количествах, поэтому Это метод с высоким разрешением и без вредных последствий, поскольку он не использует излучение.. С другой стороны, у него высокая стоимость.
Трактография
Это инструмент, который использует МРТ для оценки функции лучей белого вещества. Они в основном состоят из воды и отвечают за передачу нервной информации с высокой скоростью, поскольку в основном это миелинизированные аксоны. Таким образом, методика позволяет оценить подкорковую структуру головного мозга, выявить нейродегенеративные заболевания и эпилепсию.
Функциональные методы нейровизуализации
Они представляют собой исследовательские инструменты в области нейробиологии, которые позволяют обнаруживать изменения в активности мозга in vivo. Их часто используют для оценивать когнитивные процессы в сочетании с функционированием их анатомических коррелятов.
Позитронно-эмиссионная томография
Этот метод основан на попадание радиоактивных веществ в кровоток. Это вещество поглощают клетки с высокой метаболической активностью. В этом процессе изотопы, испускающие позитроны, уравновешиваются, когда они соединяются с электронами, генерируя электромагнитную энергию, которая улавливается устройством.
Это широко используемый метод для обнаруживать опухоли головного мозга, поскольку они имеют тенденцию к более высокому метаболизму. В свою очередь, он также используется для выявления нейродегенеративных заболеваний. В случае болезни Альцгеймера, например, дегенерация клеток приводит к тому, что поглощается не так много вещества, и изображение будет отличаться от изображения в нормальном мозге.
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография
Техника регистрации аналогична предыдущей, только использует гамма-излучение, вырабатываемое изотопом непосредственно внутри тела. Таким образом, для этой техники также требуется рецептор, через который будет генерироваться изображение, которое выделяет разными цветами различные степени активации мозга.
Функциональный магнитный резонанс
Он состоит из МРТ, но при этом осуществляется некоторая познавательная деятельность.. Он основан на том факте, что нейронам, участвующим в умственном процессе, потребуется больше энергии и, следовательно, больше кислорода из крови. Когда мы выполняем умственную задачу, увеличивается потребление насыщенной кислородом крови (обладающей магнитными свойствами). Таким образом, это действие регистрируется устройством. Несмотря на высокую стоимость, он позволяет локализовать когнитивные функции в головном мозге.
Электрофизиологические методы
Эти методы позволяют записывать электрическая активность мозга. Среди наиболее выдающихся мы можем перечислить:
- Электроэнцефалограмма. Система, которая регистрирует электрические потенциалы мозга и, следовательно, тип волны и частоту, с которой он работает.
- Электромиограмма. Методика оценки электрической активности мышц. Используется для исследования периферических нервов.
- Электроокулограмма. Мышечная электрическая запись движения глаз, используемая для различения фаз сна.
Методы стимуляции мозга
Эти методы позволяют влиять на мозговую активность через два типа стимулов:
- Магнитный: С помощью транскраниальной магнитной стимуляции в мозг безопасно индуцируется ток. Эта индукция достигается за счет потока тока, который проходит через катушку и создает магнитное поле.
- Электрические: Через электроды, расположенные на коже головы, пропускают ток низкой интенсивности. Эта индукция вызывает изменения возбудимости нейронов коры.
Эти формы стимуляции обычно достигают только областей коры головного мозга. Они используются в основном для идентификации психических процессов, а также для создания виртуальных травм. Его применение для повышения работоспособности или лечения таких расстройств, как фобии, все еще расследуется и не следует применять людям с эпилепсией, имплантатами или беременным женщинам.
Важность нейробиологических методов исследования
Заболевания, поражающие нервную систему, часто имеют серьезные последствия. Раннее обнаружение опухоли или кровотечения имеет первостепенное значение для увеличения шансов на выживание. Точно так же обнаружение нейродегенеративного заболевания на ранних стадиях является ключом к попыткам отсрочить симптомы.
С другой стороны, научный прогресс позволил нам вникнуть в работу мозга. Например, в настоящее время можно сравнить мозг человека в депрессии с мозгом нормального человека, получая функциональные различия, связанные с симптомами. Таким же образом мы можем идентифицировать области мозга и процессы, соответствующие такой конкретной функции, как внимание.
