Nevrovitenskapelige forskningsteknikker

Hvordan kan vi lære om nervesystemets funksjon? Det finnes forskjellige måter å utforske hjernen på. I denne artikkelen vil vi snakke om de viktigste instrumentene innen dette feltet av nevrovitenskap.
Nevrovitenskapelige forskningsteknikker

Siste oppdatering: 30 januar, 2022

Nevrovitenskapelige forskningsteknikker er ekstremt viktige. Dette er spesielt sant når du vurderer hva som forventes i de kommende årene for denne spesielle vitenskapen. For bare kort tid siden var hjerneavbildning-teknikker bare en drøm. Dette gjorde at visse teorier om nervesystemet var umulig å etablere.

I 1988 beskrev den spanske legen Santiago Ramon y Cajal morfologien til nevroner gjennom et komplekst system for opplysning. Siden den gang har det vært flere milepæler innen nevrobiologi. For eksempel oppdagelsen av elektroencefalogrammet (EEG) og klassifiseringen av de biologiske rytmene i hjernen.

Nevrovitenskapelige forskningsteknikker

Nevrovitenskapelige forskningsteknikker er enheter som lar forskere studere nervesystemet. Såkalte hjerneavbildningsteknikker brukes både til kliniske og akademiske formål. Disse verktøyene lar nervesystemet tilnærmes på fire forskjellige måter:

  • Funksjonell. Beskriver funksjonen til nervesystemet. Den gjør dette gjennom strømningshastighet eller graden av aktivering av ulike soner.
  • Strukturell. Gir anatomisk informasjon om hjernen eller andre strukturer i nervesystemet.
  • Elektrisk. Gir informasjon om den elektriske aktiviteten til nervesystemet.
  • Stimulering. Ikke-invasiv stimulering av hjernen.
Et bilde av forbindelsene i hjernen.

Teknikker for strukturell hjerneavbildning i nevrovitenskapelig forskning

Blant de strukturelle teknikkene som er spesialisert på å gi anatomisk informasjon, er den mest grunnleggende og mest brukte radiografi. Denne teknikken består av emisjon av røntgenstråler. Avhengig av tettheten til vevet, projiseres et annet bilde på den fotografiske platen. Det er to typer røntgenstråler:

  • Vanlig radiografi. Denne brukes kun til røntgen. I tillegg er det ofte brukt for å få informasjon om beinene som omgir nervesystemet. For eksempel ved brudd.
  • Kontrastradiografi. Det brukes også med røntgenstråler, men det innebærer å sette inn et kateter gjennom lårbensarterien. Den hyperdense kontrasten gjør det mulig å oppdage vaskulær forandring.

Computertomografi

Dette er den velkjente skanneren i form av et rør. Den bruker emisjonen av røntgenstråler fra forskjellige retninger, og gir dermed et mer fullstendig bilde. Det er en rask teknikk med lave kostnader som oppdager svulster, aneurismer og blødninger. På den annen side er stråling ikke bra for kroppen. Dessuten er ikke definisjonen like høy som de andre teknikkene.

Magnetisk resonans

Denne forskningsteknikken innen nevrovitenskap fanger opp bilder av kroppens indre med forhøyet oppløsning og på en sikker måte. Det må imidlertid utføres med forsiktighet, da det er uforenlig med alle typer metallimplantater i kroppen. Den er basert på fenomenene kjernemagnetisk resonans. Maskinen registrerer radiofrekvenssignalene som sendes ut gjennom hydrogenatomene, tidligere utsatt for et magnetfelt.

Hydrogenatomer er rikelig tilstede i kroppen. På grunn av dette er magnetisk resonans en høyoppløselig teknikk. Dessuten er det ingen skadelige effekter, og den bruker ikke stråling. På den annen side er det ekstremt dyrt.

Traktografi

Dette er et verktøy som bruker magnetisk resonans for å evaluere områdene med hvit substans. Egentlig består disse hovedsakelig av vann og har ansvaret for å levere nerveinformasjon i høy hastighet. De kalles myeliniserte aksoner. Teknikken er i stand til å evaluere den subkortikale strukturen i hjernen, og tillater påvisning av nevrodegenerative sykdommer og epilepsi.

Teknikker for funksjonell hjerneavbildning i nevrovitenskapelig forskning

Dette er verktøyene for studier i nevrovitenskap. De oppdager endringene i levende hjerneaktivitet. Eksperter har en tendens til å bruke disse metodene for å evaluere kognitive prosesser i kombinasjon med funksjonen til deres anatomiske korrelater.

Positronemisjonstomografi (PET)

Denne teknikken er basert på innføring av radioaktive stoffer i blodet. Celler med høy metabolsk aktivitet tar opp stoffene. I denne prosessen kansellerer isotopene som sender ut positroner ut når de kombineres med elektroner, og genererer elektromagnetisk energi, som fanges opp av enheten.

PET er en mye brukt teknikk for å oppdage hjernesvulster siden de har en tendens til å ha høyere metabolisme. I sin tur brukes det også til å oppdage nevrodegenerative sykdommer. For eksempel, i tilfelle av Alzheimers, vil degenerasjonen av celler ikke føre til at så mye stoff blir absorbert. Derfor vil bildet avvike fra bildet til en normal hjerne.

Singel foton emisjons-computertomografi

Dette er en avbildingsteknikk som ligner den forrige. Imidlertid bruker den gammastråling, produsert av en isotop direkte fra kroppen. Videre krever det en reseptor, gjennom hvilken et bilde vil bli generert. Den fremhever i farger de ulike gradene av hjerneaktivering.

Funksjonell magnetisk resonans

Dette er en MR hvor det samtidig utføres noe kognitiv aktivitet. Det er basert på det faktum at nevronene som er involvert i en mental prosess vil trenge mer energi og derfor mer oksygen fra blodet. Når vi utfører mentale oppgaver, øker vårt forbruk av oksygenrikt blod (som har magnetiske egenskaper). Denne aktiviteten registreres av enheten. Til tross for en høy kostnad, tillater den plassering av kognitive funksjoner i hjernen.

Elektrofysiologiske teknikker

Disse teknikkene gjør det mulig å registrere den elektriske aktiviteten til hjernen. For eksempel:

  • Elektroencefalogram. Den måler den elektriske kraften til hjernen. I tillegg måler den også hvilken type bølge og frekvens den jobber i.
  • Elektromyogram. Den evaluerer den elektriske aktiviteten til musklene. Den brukes til utforskning av de perifere nervene.
  • Elektrookulogram. Den måler øynenes elektriske muskelregistreringe og søvnfasene.
En kvinne får et nevrovitenskapsbilde

Teknikker for cerebral stimulering

Disse teknikkene lar hjerneaktivitet påvirkes av to typer stimuli:

  • Magnetisk: Med transkraniell magnetisk stimulering induseres en strøm trygt i hjernen. Denne induksjonen oppnås ved en strøm av strøm som går gjennom en spole og genererer et magnetfelt.
  • Elektrisk: Denne bruker en lavintensitetsstrøm ved hjelp av elektroder i hodebunnen. Som et resultat forårsaker induksjonen endringer i eksitabiliteten til nevronene i cortex.

Disse formene for stimulering har en tendens til å bare nå områdene av cortex. De brukes mest til å identifisere mentale prosesser, så vel som å skape virtuelle skader. Bruksområdene deres for å forbedre ytelsen eller behandle lidelser som fobier er fortsatt under forskning. Videre bør de ikke brukes til personer med epilepsi, implantater eller gravide kvinner.

Viktigheten av nevrovitenskapelige forskningsteknikker

Sykdommene som påvirker nervesystemet kan få alvorlige konsekvenser. Derfor er rettidig påvisning av en svulst eller blødning av største betydning for å øke pasientens sjanser for å overleve. Samtidig er det å oppdage en nevrodegenerativ sykdom i dens første faser nøkkelen til å forsinke symptomene.

Videre har vitenskapelig fremgang gjort det mulig for forskere å fordype seg i hjernens funksjon. For eksempel er det for øyeblikket mulig for dem å sammenligne hjernen til en deprimert person med hjernen til en normal person, og få funksjonelle forskjeller assosiert med symptomer. På samme måte kan de identifisere hjerneområder og prosesser som tilsvarer en bestemt funksjon, for eksempel oppmerksomhet.

Det kan interessere deg ...
Tre fascinerende nevrovitenskapelige tilfeller
Utforsk Sinnet
Les det hos Utforsk Sinnet
Tre fascinerende nevrovitenskapelige tilfeller

Noen nevrovitenskapelige tilfeller er så merkelige at det virker som at de beviser at hjernen er en endeløs pyramide som vi aldri fullt ut kan fors...



  • Logothetis NK. The ins and outs of fMRI signals. Nat Neurosci 2007; 10: 1230-2.
  • MORRIS, R. G. M. & GOLDMAN-RAKIC, P. (2000). Cognitive neuroscience. Editorial overview. Current Opinion in Neurobiology, 10, 167-171.