Oppgave 7 - Utfordring med fMRI Flashcards
Innledning (Nevn viktige utfordringer forbundet med å tolke fMRI resultater.)
I denne oppgaven skal jeg nevne noen viktige utfordringer forbundet med å tolke fMRI resultater. Først skal jeg forklare hva fMRI er og hvordan det fungerer, før jeg deretter nevner noen mulige utfordringer med fMRI.
Hva er fMRI, hva måler det, og hvilke fordeler har det?
fMRI, også kalt funksjonell MR-undersøkelse, er en av flere måter man kan avbilde hjernens aktivitet på. fMRI måler hjernens aktivitet ved å måle endringer i oksygeninnholdet til blodet i hjernen. fMRI har en brukbar tidsoppløsning og god romlig oppløsning, ingen skadelig stråling, er lett tilgjengelig og kan ta funksjonelle og struksjonelle bilder. fMRI har en klar nytteverdi når det kommer til kartlegging i forhold til behandling, monitorering og kirurgiske inngrep.
Hva er de største svakhetene til fMRI? (bare ramse opp)
Selv om fMRI brukes mye og er et godt verktøy, er det viktig å være klar over at det har noen utfordringer med seg. De største svakhetene til fMRI er blant annet miljøet opptaket gjøres i, at det er en indirekte målemetode, at det måler gjennomsnittlig aktivitet av et stort antall nevroner, kan ikke skille mellom eksitasjon og inhibisjon, man kan ikke si om aktivering er nødvendig for funksjon og utfordringer knyttet til statistiske analyser.
Utfordring - miljø
En utfordring knyttet til fMRI er selve miljøet som fMRI opptaket gjøres i. Målingen foregår i en MR-skanner, noe som medfører en del begrensinger. Personen må ligge helt stille over lengre tid i et trangt “rom”, og noen kan se på dette som klaustrofobisk. I tillegg vil faktorer som lys og lyd kunne påvirke resultatene.
Utfordring - indirekte målemetode
En annen utfordring med å tolke et fMRI resultat er at det er en indirekte målemetode. Dette er fordi det er den nevronale responsen vi ønsker å måle, men det er BOLD-responsen vi faktisk måler. BOLD-responsen gir oss en indeks for hjernens relative aktivitet.
Hva handler BOLD-responsen om?
BOLD står for blood oxygen level-dependent , og BOLD-mekanisme baserer seg på to fenomen. Det ene fenomenet er at oksygenert og deoksygenert hemoglobin har ulike magnetiske egenskaper, og det andre er at konsentrasjonen av oksygenert blod øker i områder med økt hjerneaktivitet. Hemoglobin med oksygen gir et høyt MR-signal, mens hemoglobin uten oksygen gir lavt MR-signal.
Hvordan fungerer BOLD-responsen?
En kort forklaring på hvordan BOLD-mekanismen fungerer er at lokal økning i nevronal aktivitet resulterer i et større forbruk av oksygen. Økt oksygenforbruk kompenseres ved at blodgjennomstrømningen øker lokalt. Denne økningen av blodgjennomstrømning overkompenserer oksygenbehovet, og dette resulterer i en lokal økning av venøst oksygenert blod, og dette gir et økt BOLD MR-signal.
Gi et eksempel på bruk av fMRI hos en person (visuell stimuli)
Tar man for eksempel et fMRI av en deltaker som ser på en visuell stimuli, så vil fMRI vise høyest konsentrasjon av oksygenert blod i visuell cortex.
Hva slags faktorer kan påvirke BOLD-repsonsen?
Det er flere faktorer som kan påvirke BOLD-responsen, og da også resultatene på skanningen. Disse faktorene er blant annet sykdom, alder og medisiner, høyt inntak av koffein og søvnmangel. Disse kan påvirke BOLD-responsen, men de påvirker ikke den underliggende nevronale aktiviteten.
Utfordring - måler aktivitet fra mange nevroner og aktivering - funskjon?
En annen utfordring er at fMRI måler gjennomsnittlig aktivitet til et stort antall nevroner. Dette betyr at resultatet man får er responsen til et enormt antall nevroner, som muligens kan ha ulike funksjoner. Et annet problem er at den aktiveringen fMRI-skanningene viser, ikke trenger å være nødvendig for en funksjon vi ønsker å måle. Hvis man skal vite om aktiveringen er nødvendig, må man bruke andre metoder, slik som TMS (transkraniell stimulering).
Utfordringer - statistiske analyser
Det er også noen utfordringer i forbindelsene til statistiske analyser, da det er flere faktorer som kan spille inn. Når man analyserer fMRI-data så utfører man et stort antall statistiske tester, fordi man gjør statistikk i hver voksel. På grunn av dette så øker man sjansen for type-1-feil, som betyr at man feilaktig forkaster en sann nullhypotese. For å redusere sjansen for dette og for å få pålitelige resultater, så må man korrigere for multippel testing med spesielle metoder.
Bevegelseskorreksjon
fMRI skanning tar typisk 5-20 minutter og det vil alltid være noe bevegelse av hode under skanningen. Bevegelse under skanning anses som støy, og kan påvirke resultatene. Derfor er det viktig at dette korrigeres for før man gjennomfører statistisk analyse.
Avslutning
fMRI er et nytt og utbredt verktøy som kan gi oss mye informasjon om hjerneaktivitet. Men det er viktig å være klar over hvilke utfordringer man må ta hensyn til når man bruker fMRI.
