Magnetic resonance imaging [meer info]

De recente enorme vooruitgang in het hersenonderzoek komt voornamelijk door de uitvinding van één enkele techniek: de Magnetic Resonance Imaging (MRI). MRI is gebaseerd op het feit dat als weefsel in een magnetisch veld wordt geplaatst, het energie van radiogolven kan absorberen en terugkaatsen. Het gaat hierbij om de resonantie (= het meetrillen) van vrije waterstofionen (protonen). Protonen absorberen (= in zich opnemen) goed magnetische straling en bovendien komt waterstof zeer veel voor in menselijke weefsels. De mate van terugkaatsing van de radiopuls is afhankelijk van de hoeveelheid waterstofionen die in een bepaald gebied aanwezig is.

Het onderzoek gaat als volgt. Een persoon wordt in een magnetisch veld geplaatst (de “M” in MRI). Dit magnetische veld (dus geen radioactieve straling) brengt de waterstofionen uit hun evenwicht. De mate waarmee ze weer terug in hun evenwicht komen wordt opgevangen door sensoren die rondom de persoon zijn geplaatst. Dit is de resonantie, de “R” in MRI. Omdat de grijze stof van de hersenen (die de cellichamen van hersenzenuwen bevat) en de witte stof (die bestaat uit de verbindingen tussen de zenuwcellen) verschillen in de mate waarin ze waterstofionen bevatten, verschilt de resonantie van witte en grijze stof van elkaar. Met de MRI-methode is het mogelijk, zonder gebruik te maken van radioactieve straling, de witte (= zenuwceluitlopers) en de grijze (= cellichamen van zenuwcellen) stof te onderzoeken. De witte en grijze stof zijn ook zeer goed te onderscheiden ten opzichte van de met vloeistof gevulde ruimtes in en rondom de hersenen. Dergelijk onderzoek levert niet alleen prachtige plaatjes op, maar maakt het ook mogelijk alle structuren en de dieper gelegen hersenkernen te visualiseren en te meten. Omdat het ruimtelijk oplossend vermogen groot is (ongeveer één kubieke millimeter) kunnen de verschillende delen van de hersenen worden bestudeerd. Door het brein in plakjes te verdelen, is het mogelijk met ondersteuning van computers de hele hersenen te onderzoeken en hun structuur in kaart te brengen. Zo kunnen niet alleen het volume maar ook de dichtheid van de grijze stof in alle gebieden van de hersenen en de vorm van de hersenen geanalyseerd worden. Omdat geen gebruik gemaakt wordt van radioactiviteit en het onderzoek verder ook volkomen veilig is, kan het vaak worden herhaald. Dat laatste is met name van belang voor het bestuderen van de ontwikkeling van de normale en zieke hersenen (bijvoorbeeld voor en na behandeling).

Functionele MRI. Een relatief nieuwe toepassing van MRI is de functionele MRI (fMRI), waarmee de activiteit in de hersenen tijdens het uitvoeren van een taak gemeten kan worden, de functionele MRI (fMRI).

 

f-MRI

Afbeelding van een MRI-scanner (links) en een MRI-scan van de hersenen (rechts).