Neurologické zobrazování mozku

neinvazivní nebo převážně neinvazivní
dříve se zkoumalo jen na mrtvých mozcích
nerozlišují se excitační a inhibiční podněty
metody zkoumající vztahy mezi strukturou mozku a jeho funkcí
určují aktivaci mozkových oblastí při provádění úkolu nebo vnímání podnětu
typ zadání – experimentální zadání se porovnává s neutrálním zadáním (důležité je správné vymezení)
povaha úkolu – sledované úkoly by tedy měly zdůrazňovat kognitivní aspekt (uvědomované procesy)

Obsah

zkoumá mozkové vlny na základě elektrické činnosti mozku
pomocí elektrod snímá elektropotenciály mozku
zaznamenává okamžitou reakci na podněty (dobré časové rozlišení), prostorové rozlišení je horší

svazek rentgenových paprsků je namířen skrz lebku v různých úhlech
senzory rentgenu na druhé straně snímají, kolik radioaktivního záření různé tkáně pohltily
→ měří ztráty signálu v závislosti na tom, jakou tkání paprsky procházejí, pak se vytvářejí příčné řezy

(evoked responses, event-related potentials)
měří (pasivní) elektrofyziologické reakce nervového systému na podněty (funkčnost nervových drah)
do jednoho ucha opakovaný impuls (10 Hz), do druhého ucha maskovací šum s nižší intenzitou
elektrody snímají potenciály ve sluchové kůže, ve sluchovém mozkovém kmeni a osmém hlavovém nervu
různé potenciály pro začátek vjemu, jeho periodické složky (f0), náhlé změny apod.

zkoumá metabolismus určitých látek v mozku
mozek je náročný na metabolismus (v klidu spotřebovává 20% krve)
PET zobrazuje mozek pomocí sledování radioaktivně modifikovaných molekul v krvi
bombardováním daného atomu (většinou O) v cyklotronu se získají nestabilní radioaktivní izotopy
izotopy se „pověsí“ na glukózu, jejíž metabolismus pak v mozku sledujeme
radioaktivní izotopy se rozpadnou (poločas rozpadu) na stabilnější formy
→ jeden z protonů se rozpadne na neutron a vyzáří / emituje pozitron a neutrino (neutrino je zanedbatelné)
pozitron je „anti-elektron“ (pozitivní náboj), nakonec dojde ke vzájemnému zničení s elektronem
všechna hmota se převede na záření ve formě dvou fotonů, které kamera PET sleduje
následně se zjistí místo, kde se pozitron střetnul s elektronem a kde se jádro nacházelo v době rozpadu

mozek je tvořen zejména vodou, každý atom vodíku funguje jako magnet
pokud magnety umístíme do silného magnetického pole, zarovnají se podle něj
impuls vysokofrekvenční energie atomy na chvíli „vyruší“ z jejich nastavení
vodíková jádra se a) zarovnají podle nového magnetického pole, b) budou rotovat ve fázi
pak se vracejí do původního stavu → T1 (zarovnání podle původního pole) a T2 (fáze rotace)

přenos signálu mezi neurony vyžaduje v daném místě energii → hemodynamická reakce (lokální potřeba okysličené krve)
hemoglobin a deoxyhemoglobin mají odlišné magnetické vlastnosti (T2)
BOLD signál (Blood-Oxygen Level Dependent signal)
opět se odečítají oblasti mozku (voxely), které byly aktivovány při neutrálním zadání
problémy – pohyb vzduchu v dutinách při řeči, hlučnost scanneru → využívá se latenční doba hemodynamické rekace

fMRI je rychlejší, zcela neinvazivní × PET vyžaduje injekci, zahrnuje stopové množství radioaktivity
fMRI může být provedena pouze radiologem × PET je dražší a personálně náročnější
signál u fMRI je slabší než u PET a někdy se žádný signál neukáže (dochází ke ztrátám)
fMRI má mnohem lepší prostorové rozlišení, je schopná zobrazit i struktury v mozkovém kmeni
obě fungují na základě měření průtoku krve v různých částech mozku
obě lepší než CT

Janota, P. - Ptáček, M. (1997): Technika fonetické práce. Praha: Fonetický ústav FF UK.
Ladefoged, P. (2003): Phonetic data analysis. Oxford: Blackwell Publishing.
Ball, M. J. - Code, C. (1997): Instrumental clinical phonetics. London: Whurr Publishers.
Painter, C. (1979): An introduction to instrumental phonetics. Baltimore: University Park Press.
Borden, G. J. - Harris, K. S. (1984): Speech science primer. Baltimore: Williams & Wilkins. (6. kapitola)
Scott, S. K. - Wise, R. J. S. (2003): Functional imaging and language: A critical guide to methodology and analysis. Speech Communication, roč. 41, s. 7-21.