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
Elektroencefalografie (EEG)
- 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
Magnetoencefalografie (EMG)
- magnetická pole, která vznikají jako důsledek elektrické aktivity mozku
Počítačová tomografie (CT)
- 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
Metoda vjemově vázaných potenciálů (ERP)
- (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.
Pozitronová emisní tomografie (PET)
- 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
Fukční magnetická rezonance (fMRI)
- 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
Porovnání PET a fMRI
- 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
NIRS (near-infrared spectroscopy)
- optická neinvazivní metoda zkoumající mozkovou kůru
- založena na různém pohlcování světla
Reference
- 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.
Zpět na rozcestník: Metody fonetické práce | Fonetika