Functionele MRI (fMRI): De toepassingen

Je leest in het nieuws vaak over onderzoeken waarbij gekeken is welk deel van de hersenen actief was bij een bepaalde taak. Dit onderzoek wordt uitgevoerd met een functionele MRI (afkorting: fMRI). fMRI wordt niet alleen voor de wetenschap gebruikt, maar heeft ook zijn toepassingen in de klinische praktijk. De fMRI is een scan waarbij door middel van kernspinresonantie en een sterk elektromagnetisch veld activiteit van de hersenen wordt gemeten. Deze activiteit is de zien doordat zuurstofrijk bloed, minder sterk magnetisch is dan zuurstofarm bloed. Op een plaats waar veel hersenactiviteit plaats vindt, bevindt zich relatief veel zuurstofarm bloed. Hierdoor wordt het magneetveld op deze plek in de hersenen minder verstoord en is het MRI signaal hoger. De verschillen in het signaal worden gemeten met behulp van de fMRI scanner, en zo kan een overzicht van de activiteit in de hersenen weergegeven worden.

Wetenschap

fMRI wordt veel gebruikt in de wetenschap, bijvoorbeeld in neuro-imaging labs. Wanneer je een proefpersoon specifieke taken laat uitvoeren, zoals praten, luisteren naar muziek of bewegen met arm of been, kun je met een fMRI kijken welk deel van de hersenen verantwoordelijk is voor die taak. Andere dingen die in beeld gebracht kunnen worden zijn het smaakcentrum door mensen iets te laten proeven en het geheugencentrum door proefpersonen geheugentaken te laten uitvoeren.
Ook bij het denken aan het uitvoeren van bepaalde bewegingen, niet alleen door het daadwerkelijk uitvoeren van die bewegingen, wordt het hersengebied dat verantwoordelijk is voor die beweging actief. Dit gebied is de motorische cortex. Het feit dat dit hersengebied actief wordt, alleen al bij het denken aan een bepaalde beweging, impliceert dat een mens kan leren door te kijken. Hierbij spelen spiegelneuronen een belangrijke rol.

Klinische praktijk

Neurochirurgie

Een neurochirurg kan voorafgaand aan de operatie bepalen of er in het te verwijderen hersenweefsel centra bevinden die verantwoordelijk zijn voor beweging, gevoel, zie, het geheugen n en het produceren en verstaan van spraak. Deze gebieden worden ook wel eloquente hersengebieden genoemd.
Dankzij deze 'mapping' kan de chirurg zo goed mogelijk proberen af te wegen wat het voordeel is van de operatie en wat het directe nadeel voor de patiënt.

Epilepsie

Een andere mogelijke toepassing van de fMRI is het in kaart brengen van de locatie in de hersenen waar een epileptische aanval begint. Eventueel kan voor dit onderzoek de fMRI scan gecombineerd worden met een EEG onderzoek, waarbij elektrische signalen uit de hersenen worden gemeten door middel van elektrodes die op het hoofd geplaatst zijn. Wanneer de aanval steeds in één gebied begint, en er zich in dit gebied geen belangrijke hersenfuncties bevinden, komt de patiënt mogelijk in aanmerking voor neurochirurgie. Hierbij wordt het deel van de hersenen waar de aanval begint operatief verwijderd.

Ziekte van Alzheimer

Bij de ziekte van Alzheimer wordt een verminderde activatie van hersenverbindingen gevonden. Dit kan worden aangetoond middels fMRI. Ook kleuren gebieden die samenhangen met het geheugen, zoals de hippocampus, minder sterk aan bij het uitvoeren van geheugentaken vergeleken met gezonde proefpersonen.

Autisme

Uit onderzoek blijkt dat fMRI mogelijk een rol kan spelen bij het (vroegtijdig) aantonen van autisme. Verschillende onderzoeken tonen aan dat er bij mensen met autisme bij het uitvoeren van sociale taken verminderde activatie is van delen van de hersenen die samenhangen met het sociale gedrag, zoals de prefrontale cortex en de amygdala. Verder is er een afwijkende activatie van de frontale hersenregio gevonden tijdens cognitieve controletaken die relevant zijn voor het verklaren van de beperkte interessegebieden en repetitieve gedrag dat personen met autisme kunnen vertonen. Ook vond men een veranderde activatie van processen die betrokken bij het verwerken en produceren van taal wanneer de mensen met autisme communicatieve taken moesten uitvoeren. Ook was er bij mensen met autisme minder connectiviteit tijdens het voorste en het achterste deel van de hersenen tijdens rust. Deze bevindingen indiceren dat fMRI in de toekomst mogelijk gebruikt kan worden om autisme al vroegtijdig op te sporen.

Lees verder

• Functionele MRI (fMRI): Aantonen van hersenactiviteit