Magnetoenkefalografia MEG

Mitä MEG:illä tutkitaan ja miten se toimii?

MEG mittaa aivokuoren hermosolujen sähköisessä toiminnassa syntyviä magneettikenttiä.  Nämä magneettikentät läpäisevät pään muuttumattomina, joten niiden rekisteröinti pään ulkopuolelta onnistuu mainiosti. MEG-tutkimuksella on erittäin tarkka ajallinen erottelukyky, sekä kohtalaisen hyvä paikantamistarkkuus.  MEG-tutkimuksen avulla saadaan samanlaista toiminnallista tietoa aivoista, kuin EEG:llä. MEG-tutkimuksen paikantamistarkkuus on hieman parempi, kuin EEG:n, koska magneettikentät eivät vääristy samalla tapaa, kuin EEG:n mittaamat jännitekentät. MEG:n aikatarkkuus on 1ms ja spatiaalinen tarkkuus on parhaimmillaan muutamaan millimetriin.

MEG-tutkimus on non-invasiivinen tutkimus. MEG-laitteessa istutaan tai maataan ja kuvaus kestää yleensä 1-3 tuntia, jonka aikana tehdään useampia tutkimuksia. Potilaan pää menee kypärän malliseen mittalaitteeseen. Magneettiset materiaalit vaikeuttavat MEG-tutkimusta, joten potilaalla ei pitäisi tutkimuksen aikana olla päällä metallia sisältäviä vaatekappaleita. Myös korut ja jotkin hiuslakat ja meikit voivat aiheuttaa magneettista häiriötä kuvauksen aikana. Tutkimus on vaaraton, eikä aiheuta minkään laista säteilyä potilaalle.

Kuva 1: Neuromag MEG-kuvaus laite.

MEG-laite pitää olla sijoitettuna magneettisesti suojattuun huoneeseen, koska ulkoiset magneettikentät ovat suurempia, kuin aivojen sähkövarausten muodostamat magneettikentät. Ilman magneettisesti suojattua huonetta sähkömagneettinen kohina on liian suuri järkevien mittaustulosten aikaansaamiseen.  Mittauksen signaali-kohina-suhde on silti huono, joten mittauksesta saatavaa signaalia pitää käsitellä mittauksen jälkeen, jotta siitä saadaan hyödyllistä informaatiota.

MEG-laitteen kypärän sisällä on erittäin tarkkoja magneettikenttää mittaavia antureita. Aivojen tuottamat magneettikentät ovat 10 fT luokkaa (0.000000000000001 T) eli ne ovat erittäin pieniä. Jotta magneettikenttiä mittaavat anturit ovat tarpeeksi tarkkoja, niitä pidetään suprajohtavassa tilassa -269 asteisella nestemäisellä heliumilla. Nämä anturit havaitsevat aivojen aktivoituvien alueiden sähkövirtojen muodostamat magneettikentät.  Antureiden rekisteröimien magneettikenttien avulla lasketaan ja arvioidaan kohta, jossa aivot ovat aktivoituneet.  Aktivoituneen kohdan paikantaminen on vaikeaa ja sen tekemiseen on useita menetelmiä, tämä on MEG:n suurin ongelma. 

Kuva 2: MEG-laitteen "kypärässä" olevat anturit.

MEG-tutkimusta käytetään epilepsia potilaiden epilepsiapesäkkeiden paikantamisessa, toiminnallisesti tärkeiden aivoalueiden paikantamisessa ennen aivoleikkausta, tuntoratojen toiminnan mittaamisessa, aivokuoren muovautuminen tarkastelussa leikkauksen tai aivovaurion jälkeen ja aivoleikkauksien suunnittelussa. MEG-kuvauksella on tutkittu ja tutkitaan yhä paljon terveiden aivojen toimintaa. Terveiden aivojen tutkimisen tavoitteena on esimerkiksi ymmärtää paremmin aivojen toimintaa, seurata aivojen kehitystä, tutkia lääkkeiden vaikutusta ja saada vertailuarvoja, jotka helpottavat epänormaalien toimintojen tunnistusta aivoissa.