Funktionelle Kernspintomographie (fMRI) ist eine leistungsfähige nicht-invasive Methode zur Untersuchung von Hirnaktivität bei Menschen und Versuchstieren.
Die meisten fMRT-Studien sind an Erwachsenen durchgeführt, aber diese Technik hat auch ein großes Potenzial für das Studium frühen Entwicklung des Gehirns. Das Potenzial ist behindert, aber durch einen Mangel an Wissen über die Grundlage der fMRI-Signal in das sich entwickelnde Gehirn. Jetzt, durch das Studium Ratten zeigen MIT Neurowissenschaftler, dass die fMRI-Signals ändert sich während den ersten Wochen des Lebens. Durch die Korrektur für diese Änderungen, konnten die Forscher die Entwicklung von Gehirn der Ratte zu überwachen. Die Feststellung, ob analog Veränderungen beim Menschen werden für die Interpretation von Entwicklungs-fMRI-Studien bei Kindern wichtig.
"Unsere Studie legt eine Grundlage für den Einsatz von fMRI-Studie zur Entwicklung", erklärt Senior-Autor Alan Jasanoff, assoziiertes Mitglied der McGovern Institute und Assistant Professor of Nuclear Science and Engineering. "Es stellt einen Ansatz, der andere anwenden können, um viele Aspekte der Entwicklung des Nervensystems bei sehr jungen Tieren zu untersuchen." Jasanoff Zusammenarbeit mit dem Labor von Entwicklungsbiologen Martha Constantine-Paton, eine McGovern Institute Principal Investigator. Die Studie wurde online 25. November veröffentlicht, in der Zeitschrift Nature Neuroscience.
Eine grundsätzliche Schwierigkeit bei der Interpretation von fMRI ist, dass es nur eine indirekte Anzeige der Hirnaktivität, auf Veränderungen im Gehirn die Durchblutung Basis bietet. Erhöht in der Hirnaktivität zu einer erhöhten Durchblutung, sondern den Kupplungsmechanismus, dass diese beiden Prozesse Links unterliegt selbst im frühen Leben zu ändern. So konnte eine schwache fMRT-Signal bei jungen Tieren bedeuten weniger neuronale Aktivität, oder es könnte einfach bedeuten, dass die MRT nicht erkennen kann, dass Aktivität wegen der schwachen neurovaskuläre Kopplung.
Zur Behebung dieser Unsicherheit Jasanoff und seine Kollegen verglichen fMRI-Signale mit direkten elektrischen Aufnahmen der neuronalen Aktivität, da sie Ratten Vorderpfoten stimuliert. In Tieren, die jünger als 11 Tage, konnten sie nicht erkennen fMRI-Signale, auch wenn elektrische Aufnahmen zeigten, dass das Gehirn auf Reize reagiert. Die fMRI-Signale wurden sowohl stärker und schneller als die Tiere gereift, bis sie erwachsen Ebenen ansetzen um etwa 3 Wochen alt sind. Dies entspricht in etwa 7-8 Jahren in Bezug auf die menschliche Entwicklung des Gehirns.