เครื่อง fMRI ใช้แม่เหล็กอันทรงพลัง เครื่องส่งวิทยุ และเครื่องตรวจจับเพื่อเจาะเข้าไปในสมอง อย่างแรก แม่เหล็กแรงสูงจะจัดโปรตอนในร่างกายให้ตรงกับสนามแม่เหล็ก จากนั้นคลื่นวิทยุจะกระแทกโปรตอนออกจากแนวนั้น จากนั้นเครื่องตรวจจับจะวัดระยะเวลาที่โปรตอนจะฟื้นตัวและปล่อยพลังงานในปริมาณที่บอกได้ ลายเซ็นพลังงานดังกล่าวทำหน้าที่เป็นสัญญาณบอกตำแหน่งของโปรตอนที่อยู่ในโมเลกุลเฉพาะ
fMRI ได้รับการออกแบบมาเพื่อบอกนักวิจัยว่าบริเวณสมองใดทำงานอยู่
ซึ่งเป็นบริเวณที่เซลล์ประสาทเต็มไปด้วยสัญญาณไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์รู้มานานแล้วว่าจะบันทึกข้อความไฟฟ้าเหล่านี้ด้วยอิเล็กโทรด ซึ่งสามารถนั่งบนหนังศีรษะหรือฝังในเนื้อเยื่อสมองได้ ทว่าอิเล็กโทรดที่อยู่นอกกะโหลกศีรษะไม่สามารถระบุบริเวณที่เคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำในส่วนลึกของสมอง และการฝังอิเล็กโทรดในสมองก็มีความเสี่ยง ในทางกลับกัน fMRI เสนอวิธีที่ไม่ล่วงล้ำในการวัดกิจกรรมของเซลล์ประสาท โดยไม่ต้องการอะไรมากไปกว่าความสามารถในการนอนในหลอดขนาดใหญ่ชั่วขณะหนึ่ง
แต่ fMRI ไม่ได้วัดสัญญาณไฟฟ้าจริงๆ แต่วิธี fMRI ที่พบบ่อยที่สุดคือ BOLD (สำหรับระดับออกซิเจนในเลือด) อาศัยการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในเลือดที่มีออกซิเจนเป็นตัวแทนสำหรับการทำงานของสมอง สมมติฐานคือเมื่อเซลล์ประสาททำงานหนัก พวกมันต้องการพลังงานมากขึ้น โดยเลือดที่สดชื่นและอุดมไปด้วยออกซิเจน โปรตอนในโมเลกุลของเฮโมโกลบินที่บรรจุออกซิเจนซึ่งถูกขับเข้าไปในเลือด ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กที่แตกต่างจากโปรตอนในเลือดที่ขาดออกซิเจน การตรวจจับลายเซ็นที่แตกต่างกันเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถติดตามเลือดที่มีออกซิเจนเพื่อติดตามการทำงานของสมองได้
“ยังมีเรื่องลึกลับอยู่บ้าง” เบนเน็ตต์กล่าว “
ยังมีบางสิ่งที่เราไม่เข้าใจเกี่ยวกับการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมของระบบประสาทกับสัญญาณ BOLD ที่เรากำลังวัดใน fMRI”
นักวิจัยใช้ BOLD เนื่องจากเป็นค่าประมาณที่ดีที่สุดสำหรับกิจกรรมทางประสาทที่ fMRI นำเสนอ และส่วนใหญ่ก็ใช้งานได้ แต่ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารNature ฉบับเดือนมกราคม รายงานว่าความเชื่อมโยงระหว่างการไหลเวียนของเลือดกับการทำงานของระบบประสาทนั้นไม่ชัดเจนเสมอไป ในการทดลองของพวกเขา Aniruddha Das และ Yevgeniy Sirotin ทั้งคู่จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย พบว่าในลิง การเปลี่ยนแปลงของเลือดในสมองบางอย่างไม่เกี่ยวข้องกับการยิงเซลล์ประสาทที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น
Das และ Sirotin ใช้อิเล็กโทรดเพื่อวัดกิจกรรมของเซลล์ประสาทในเวลาเดียวกันและตำแหน่งของการไหลเวียนของเลือดในลิงที่กำลังมองไปยังจุดที่ปรากฏขึ้นและหายไป ตามที่คาดไว้ เมื่อเซลล์ประสาทการมองเห็นตรวจพบจุดและยิงออกไป เลือดก็พุ่งเข้าสู่บริเวณสมองที่ถูกตรวจสอบ แต่น่าแปลกที่บางครั้งที่จุดไม่ปรากฏขึ้นและเซลล์ประสาทยังคงนิ่งอยู่ นักวิจัยยังเห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในการไหลเวียนของเลือด การเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนของเลือดโดยไม่ได้ตั้งใจนี้เกิดขึ้นเมื่อลิงคาดการณ์จุดดังกล่าว นักวิจัยพบว่า ความสัมพันธ์ที่ไม่สมบูรณ์ระหว่างการไหลเวียนของเลือดและการกระตุ้นประสาทอาจทำให้สัญญาณ BOLD สับสนและทำให้ข้อสรุปเกี่ยวกับการทำงานของสมองสับสน
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
