Từ não đồ

Từ não đồ (Magnetoencephalography: MEG) là một kỹ thuật chụp ảnh não thần kinh không xâm lấn, đo các trường từ do hoạt động điện trong não tạo ra. Kỹ thuật này cung cấp dữ liệu thời gian thực về chức năng não và đặc biệt hữu ích để lập bản đồ hoạt động não với độ phân giải thời gian và không gian cao. MEG thường được sử dụng trong cả nghiên cứu và lâm sàng để dấnh giá nghiên cứu các quá trình não như nhận thức, xử lý cảm giác và rối loạn thần kinh.

MEG hoạt động như thế nào:

1. Hoạt động điện não: Các tế bào thần kinh trong não giao tiếp thông qua các xung điện, tạo ra các trường từ nhỏ khi chúng truyền tín hiệu. Các trường từ này cực kỳ yếu nhưng có thể được phát hiện bằng thiết bị nhạy cảm.
2. Cảm biến MEG: MEG sử dụng các thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (superconducting quantum interference devices: SQUID) để phát hiện và đo các trường từ của não. Các cảm biến này được đặt gần da đầu nhưng không chạm vào da đầu. MEG thu thập các tín hiệu từ do các tế bào thần kinh tạo ra, đặc biệt là từ lớp ngoài của não (vỏ não).
3. Lập đồ não thời gian thực: Các trường từ do MEG ghi lại được phân tích để tạo ra các bản đồ chi tiết về hoạt động của não. Các đồ não này cho thấy những vùng nào của não đang hoạt động trong các nhiệm vụ cụ thể, chẳng hạn như chuyển động, lời nói hoặc nhận thức cảm giác.
4. Độ phân giải thời gian và không gian: MEG cung cấp độ phân giải thời gian cao (theo thứ tự mili giây), cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi những thay đổi nhanh chóng trong hoạt động của não. Độ phân giải không gian của nó cũng tốt, cho phép định vị chính xác các vùng não đang hoạt động.

 Công dụng của MEG:

– Chẩn đoán động kinh: MEG đặc biệt hữu ích trong việc xác định vị trí hoạt động não bất thường ở những bệnh nhân mắc bệnh động kinh. Nó giúp xác định chính xác khu vực bắt đầu các cơn động kinh, đặc biệt là khi lập kế hoạch phẫu thuật để loại bỏ mô gây ra cơn động kinh.

– Lập đồ não trước khi phẫu thuật: Đối với những bệnh nhân trải qua phẫu thuật não (chẳng hạn như cắt bỏ khối u), MEG có thể lập đồ não các khu vực quan trọng của chức năng não (như ngôn ngữ, vận động và vùng cảm giác) để tránh làm hỏng các phần quan trọng của não.

– Nghiên cứu về chức năng não: MEG được sử dụng rộng rãi trong khoa học thần kinh nhận thức để nghiên cứu cách các khu vực khác nhau của não xử lý thông tin trong các nhiệm vụ như hiểu ngôn ngữ, xử lý hình ảnh hoặc ra quyết định.

– Xử lý cảm giác: MEG có giá trị trong việc nghiên cứu cách não xử lý đầu vào cảm giác, chẳng hạn như kích thích thính giác, thị giác và xúc giác.

– Rối loạn phát triển thần kinh và thoái hóa thần kinh: MEG có thể cung cấp thông tin chi tiết về các mô hình hoạt động của não liên quan đến các tình trạng như tự kỷ, tâm thần phân liệt, bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson.

Ưu điểm của MEG:

– Độ phân giải thời gian cao: MEG có thể phát hiện những thay đổi trong hoạt động của não ở thang đo mili giây, khiến nó trở nên lý tưởng để nghiên cứu các quá trình não nhanh, chẳng hạn như những quá trình liên quan đến nhận thức và chuyển động.

– Không xâm lấn và an toàn: MEG hoàn toàn không xâm lấn, vì nó đo từ trường của não mà không cần tiêm, chiếu xạ hoặc tiếp xúc vật lý với não.

– Độ phân giải không gian tốt: MEG cung cấp khả năng định vị chính xác hoạt động của não, đặc biệt là ở vỏ não, giúp xác định các vùng não cụ thể chịu trách nhiệm cho một số chức năng nhất định.

– Đo trực tiếp hoạt động của tế bào thần kinh: Không giống như MRI chức năng (fMRI), đo hoạt động của não gián tiếp thông qua lưu lượng máu, MEG đo trực tiếp các từ trường do hoạt động của tế bào thần kinh tạo ra.

Hạn chế của MEG:

• Đo lường ở cấp độ bề mặt: MEG nhạy cảm nhất với hoạt động ở các lớp ngoài của não (vỏ não). Nó kém hiệu quả hơn trong việc phát hiện tín hiệu từ các cấu trúc não sâu hơn, chẳng hạn như hồi hải mã hoặc thân não.
• Chi phí cao và phức tạp: Máy MEG đắt tiền và cần một phòng được che chắn đặc biệt để ngăn chặn nhiễu từ bên ngoài, khiến chúng khó tiếp cận hơn các kỹ thuật chụp ảnh thần kinh khác như EEG hoặc MRI.
• Tính khả dụng hạn chế: Do thiết bị MEG phức tạp và tốn kém, nên nó không phổ biến rộng rãi như các kỹ thuật chụp ảnh não khác.

So sánh với các kỹ thuật chụp ảnh thần kinh khác:

• So với EEG: MEG tương tự như điện não đồ (EEG) ở chỗ cả hai đều đo hoạt động điện của não. Tuy nhiên, MEG đo từ trường thay vì điện thế, cho phép phân giải không gian tốt hơn và ít bị biến dạng hơn từ da đầu và hộp sọ. MEG đắt hơn và phức tạp hơn về mặt kỹ thuật so với EEG nhưng cung cấp khả năng định vị hoạt động của não chính xác hơn.
• So với Chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI): fMRI đo hoạt động của não gián tiếp bằng cách theo dõi những thay đổi trong lưu lượng máu (phản ứng huyết động). Trong khi fMRI cung cấp độ phân giải không gian tuyệt vời, MEG có độ phân giải thời gian vượt trội, cho phép chụp hoạt động của não theo thời gian thực. MEG phù hợp hơn để nghiên cứu các quá trình thần kinh nhanh, trong khi fMRI hiệu quả hơn trong việc phát hiện những thay đổi trong vài giây.
• So với PET: Chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) đo hoạt động của não dựa trên các quá trình trao đổi chất bằng cách sử dụng chất đánh dấu phóng xạ. Trong khi PET cung cấp thông tin hữu ích về quá trình trao đổi chất của não, thì PET chậm hơn và kém chính xác hơn trong việc phát hiện các sự kiện thần kinh nhanh so với MEG.

Quy trình MEG:

• Chuẩn bị: Bệnh nhân ngồi trên ghế hoặc nằm ở tư thế ngả lưng, đầu được đặt bên trong một thiết bị giống như mũ bảo hiểm có chứa cảm biến MEG. Không cần chuẩn bị đặc biệt và quy trình này không gây đau đớn.
• Ghi lại hoạt động của não: Trong quá trình kiểm tra, bệnh nhân có thể được yêu cầu thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, chẳng hạn như đọc, nghe âm thanh hoặc phản ứng với các kích thích thị giác, tùy thuộc vào mục đích của nghiên cứu. MEG ghi lại hoạt động của não khi bệnh nhân thực hiện các nhiệm vụ này.
• Phát hiện từ trường: Các cảm biến SQUID phát hiện các từ trường nhỏ do các tế bào thần kinh của não tạo ra và dữ liệu này được thu thập và phân tích để tạo ra bản đồ hoạt động của não.
• Thời lượng: Một phiên MEG thông thường kéo dài từ 30 đến 90 phút, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của các nhiệm vụ được thực hiện.

Khi nào MEG được sử dụng:

• Lập kế hoạch điều trị động kinh: MEG thường được sử dụng để xác định vị trí tập trung cơn động kinh ở những bệnh nhân động kinh có khả năng phẫu thuật. Nó giúp xác định các vùng não cụ thể chịu trách nhiệm cho các cơn động kinh.
• Lập đồ não trước phẫu thuật: Trước khi phẫu thuật thần kinh, đặc biệt là đối với các tình trạng như khối u não hoặc động kinh, MEG được sử dụng để lập bản đồ các vùng chức năng quan trọng để tránh làm hỏng các vùng quan trọng như vùng kiểm soát ngôn ngữ hoặc chuyển động.
• Nghiên cứu khoa học thần kinh nhận thức: Các nhà nghiên cứu sử dụng MEG để nghiên cứu các chức năng của não như sự chú ý, trí nhớ và xử lý cảm giác ở những người khỏe mạnh và những người mắc các tình trạng thần kinh.

Từ não đồ (MEG) là một công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu hoạt động điện của não theo thời gian thực, cung cấp bản đồ chi tiết về các vùng não chức năng. Với độ phân giải thời gian và không gian cao, MEG đặc biệt có giá trị trong việc chẩn đoán và lập kế hoạch điều trị bệnh động kinh, lập bản đồ chức năng não trước khi phẫu thuật và thúc đẩy nghiên cứu về khoa học thần kinh nhận thức. Mặc dù có những hạn chế trong việc phát hiện hoạt động não sâu hơn, khả năng đo trực tiếp các tín hiệu thần kinh của MEG khiến nó trở thành một kỹ thuật chụp ảnh thần kinh độc đáo và quan trọng.