Для пациента и его родственников
В чем отличие магнитоэнцефалографии от электроэнцефалографии?
Магнитоэнцефалография (MEG) измеряет функцию мозга посредством измереения и оценки магнитных полей, генерируемых над кожей головы под действием тока, проходящего через нейронный сети мозга. Математическое моделирование этих полей приводит к созданию трехмерных изображений, показывающих пространственные и временные характеристики электрофизиологической активности. MEG измеряет магнитное поле, генерируемое постсинаптическим потенциалом пирамидных нейронов, что позволяет изучать активность этих клеток позга с высоким временным разрешением, обычно превышающим миллисекундный диапазон, и пространственным разрешением порядка от 2 до 3 мм. Этот метод исследования хорошо зарекомендовал себя в области эпилепсии, где MEG играет ключевую роль в предоперационной оценке для выявления потенциальных эпилептогенных зон и функционального картирования мозга вызванных эпилепсий реакциq, которые могут включать оценку соматосенсорных, моторных, слуховых, зрительных и речевых полей (Bowyer S., et.al., 2020).
МEG - сегодня проверенный инструмент для исследования функций мозга, который можно применять в нейробиологии и нейропсихиатрии (Baillet S., 2017). МEG превосходит электроэнцефалографию (EEG) – как с точки зрения пространственной точности (поскольку магнитные поля меньше искажаются черепом, чем электрические потенциалы, измеряемые с помощью электроэнцефалографии), так и с точки зрения чувствительности (поскольку на электроэнцефалограмму больше влияют артефакты из ненейрональных источников, например, мышц). МEG и EEG имеют свои преимущества и недостатки. С практической точки зрения EEG имеет преимущество с точки зрения доступности оборудования (т.е. распространенности) и затрат на установку/обслуживание. Однако, электроэнцефалография требует больших усилий и временных затрат для лаборатов врачей. Кроме того, настройка EEG включает в себя прикрепление электродов к коже головы с помощью гелевой пасты, что требует от пациентов некоторой неподвижности, что часто неудобно и сложно для пациентов с психомоторном возбуждении и когнитивными нарушениями. С другой стороны, хотя МEG стоит дорого и доступен только в ограниченном количестве больниц, процессы подготовки пациента и точность измерения более просты. Пациентам нужно только лежать на кровати, а врачи прикрепляют пять маркерных катушек (некоторые системы МEG длительной процедуры, называемой "оцифровкой головы"). Магнитоэнцефалография используется для выявления очага эпилепсии и в качестве инструмента для оценки уровня когнитивных нарушений и компенсации ограничений нейропсихологической оценки. Спектральные характеристики объективно суммируются с использованием спектральных параметров, таких как медианная частота (MF), индивидуальная альфа-частота (IAF), граничная частота спектра 95 (SEF95) и спектральная энтропия Шеннона (SE). Клиническая оценка результатов и параметров магнитоэнцефалографии требуют многопрофильной команды, включая экспертную информацию относительно анатомической локализации каждого диполя.
Для врача
При каких неврологических и психических расстройствах чаще всего используется магнитоэнцефалография? Какие изменения магнитоэнцефалограммы фиксируются при когнитивных нарушениях? Какие основные параметры магнитоэнцнфалографии?
В нейробиологии MEG можно использовать для измерения вызванных реакций, колебаний нейронов, функциональных связей и сетевой динамики, показывая, как мозг постоянно формирует и растворяет сети для поддержки когнитивных процессов ( памяти, внимания и мышления). В неврологии МEG чаще всего используется при эпилепсии для локализации областей мозга, ответственных за судороги, а также окружающей очаг коры головного мозга (De Tiège X., et. al., 2017). Кроме того, изучения заболеваний, которые встречаются в детской психиатрии (например, измерение латентности слухового вызванного ответа при аутизме) (Matsuzaki J., et.al., 2019) до исследования нейродегенеративных состояний у пожилых людей (например, измерение замедление активности коры мозга при деменции). Пациенты с когнитивными нарушениями демонстрируют своеобразную активность мозга, включая изменения колебательных характеристик, согласно данным МEG в состоянии покоя. Осцилляторные характеристики МEG у пациентов с когнитивными нарушениями включают: (i) усиление низкочастотной , сопровождающееся ослаблением высокочастотной активности, (ii) замедление частоты альфа-пика, (iii) менее выраженные альфа-колебания и (iv) ) потеря разнообразия колебаний нейронных компонентов (López M., et.al., 2014). Эти характеристики суммируются в виде клинических параметров, таких как средняя частота (MF), индивидуальная альфа-частота (IAF), спектральная энтропия Шеннона (SSE) и относительная мощность (RP), которые используются в клинической практике, особенно, в клиниках памяти. Изменения параметров колебаний MEG служат прямыми мерами модификаций нейрональной или синаптической активности мозга и, следовательно, тесно связаны с когнитивными нарушениями. Кроме того, параметры МEG выгодны при использовании, поскольку они требуют низких вычислительных затрат (например, расчет требует около 10 минут с использованием портативного компьютера).
Для исследователя
Оправданно ли широкое использование магнитоэнцефалографии в нейропсихиатрии? В чем отличие современных магнитометров?
МEG измеряет магнитные поля, генерируемые кортикальной нейрональной/синаптической активностью, что является прямым показателем активности мозга. С технической точки зрения MEG позволяет избежать систематической ошибки выбора, связанной с референтными электродами - фактора, который всегда влияет на анализ данных электроэнцефалографии. Кроме того, МEG традиционно и теоретически считается более точным в оценках источников биоэлектрической активности мозга. Однако превосходство МEG эмпирически не подтверждено; прямое сравнение точности оценки источника между МEG и EEG (особенно ЭЭГ высокой плотности) дало сопоставимые результаты (Hedrich T., et.al., 2017). В обычной магнитоэнцефалографии используются сверхпроводящие датчики, которые накладывают существенные ограничения на производительность, практичность и развертывание; однако в последние годы в этой области произошла революция благодаря внедрению магнитометров с оптической накачкой (OPM). Эти магнbтометры позволяют измерять сигнал MEG без охлаждения до сверхнизких температур и, следовательно, создать концепцию систем «OPM-MEG», которые обеспечивают повышенную чувствительность и разрешение, свободное перемещение объекта и более низкую стоимость.
Литература
Baillet S. (2017). Magnetoencephalography for brain electrophysiology and imaging. Nature Neuroscience, 20(3).
Bowyer S.M., Pang E.W., Huang M., Papanicolaou A.C., Lee R.R. Presurgical functional mapping with magnetoencephalography. Neuroimaging Clin. 2020;30:159–174.
De Tiège X., Lundqvist D., Beniczky S., Seri S., & Paetau R. Current clinical magnetoencephalography practice across Europe: Are we closer to use MEG as an established clinical tool? Seizure. 2017. 50, 53–59
Hedrich T., Pellegrino G., Kobayashi E., Lina J. M., Grova C. (2017). Comparison of the spatial resolution of source imaging techniques in high-density EEG and MEG. NeuroImage157, 531–544.
López M. E., Cuesta P., Garcés P., Castellanos P. N., Aurtenetxe S., Bajo R., et al.. (2014). MEG spectral analysis in subtypes of mild cognitive impairment. Age (Omaha).36, 9624–1112.
Matsuzaki J., Ku M., Dipiero M. et.al. (2019). Delayed Auditory Evoked Responses in Autism Spectrum Disorder across the Life Span. Developmental Neuroscience, 41(3–4), 223–233.
Автор: доктор медицинских наук, профессор Минутко В.Л.
Добавить комментарий