fMRI 작동 원리

Oct 01 2008
스캔이 뇌의 질병을 진단하는 데 도움이 될뿐만 아니라 우리가 생각하고 느끼는 것을 결정할 수 있다면 어떨까요? 비 침습적 fMRI 검사가 바로 그렇게 할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 의료 기술이 등장하여 영상 스캔으로 신체를 아주 얇은 사진으로 해부하고 장기와 조직의 3 차원 모델을 만들어 이상을 찾아 질병을 진단 할 수있게되었습니다. 그러나 기능적 자기 공명 영상 ( fMRI ) 이라고하는 비교적 새로운 유형의 스캔 은 기술을 한 단계 더 발전 시켰습니다. 그것은 뇌의 질병을 진단하는 데 도움 이 될뿐만 아니라 의사가 우리가 생각하고 느끼는 것을 결정하기 위해 우리의 정신적 과정에 들어갈 수있게합니다. fMRI는 우리가 진실을 말하고 있는지 여부를 감지 할 수도 있습니다.

fMRI는 강한 자기장과 전파를 사용하여 신체의 상세한 이미지를 생성하는 비 침습적 테스트 인 자기 공명 영상 ( MRI ) 과 동일한 기술을 기반으로합니다 . 하지만 그 대신 MRI와 같은 장기의 이미지와 조직을 만드는, 자기 공명는 본다 혈액 활동의 영역을 감지하는 뇌의 흐름. 컴퓨터에 캡처 된 이러한 혈류의 변화는 의사가 뇌가 작동하는 방식에 대해 더 많이 이해하는 데 도움이됩니다.

MRI의 개념은 20 세기 초부터 존재 해 왔습니다. 1930 년대 초, Isidor Isaac Rabi라는 컬럼비아 대학의 물리학자는 원자 의 자기 적 특성을 실험했습니다 . 그는 전파와 결합 된 자기장이 원자핵을 "플립 (flip)"시키는 것을 발견했으며, 이는 현재 자기 공명으로 알려진 특성 입니다. 1944 년 라비는 선구적인 업적 을 인정 받아 노벨 물리학상을 수상 했습니다.

1970 년대에 뉴욕 주립 대학의 화학 교수 인 Paul Lauterbur와 영국 노팅엄 대학의 물리학 교수 인 Peter Mansfield는 자기 공명 영상이라는 새로운 진단 기술을 개발하기위한 기초로 자기 공명을 개별적으로 사용했습니다. 최초의 상업용 MRI 스캐너는 1980 년에 생산되었습니다.

1990 년대 초, 당시 뉴저지의 벨 연구소에서 일하던 오가와 세이지라는 물리학자가 동물 연구를 진행하면서 무언가를 발견했습니다. 그는 산소가 부족한 헤모글로빈 (산소를 운반하는 혈액의 분자)이 산소가 풍부한 헤모글로빈과 다른 자기장의 영향을받는 것을 발견했습니다. Ogawa는 정상적인 MRI 스캔에서 뇌 활동의 이미지를 매핑하기 위해 혈중 산소 반응에서 이러한 대조를 사용할 수 있음을 깨달았습니다.

Ogawa의 발견에 대한 기본 아이디어는 실제로 화학자 Linus Pauling에 의해 반세기 이상 전에 제안되었습니다. 1930 년대에 폴링은 산소가 풍부한 혈액과 산소가 부족한 혈액 이 자기장을 끌어 당기는 반응이 최대 20 %까지 다르다는 것을 발견했습니다. fMRI에서 이러한 차이를 정확히 찾아 내면 과학자들은 뇌의 어느 부분이 가장 활동적인지 결정할 수 있습니다.

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