La risonanza
magnetica funzionale,
abbreviata RMF o fMRI (Functional
Magnetic Resonance Imaging),
è una tecnica di imaging
biomedico che
consiste nell'uso dell'imaging
a risonanza magnetica per
valutare la funzionalità di
un organo o un apparato, in maniera complementare
all'imaging morfologico.
Sebbene risonanza
magnetica funzionale sia
una terminologia generica, ovvero applicabile a qualsiasi tecnica di
imaging a risonanza magnetica che dia informazioni aggiuntive
rispetto alla semplice morfologia (ad esempio imaging metabolico,
quantificazione del flusso sanguigno,
imaging dei movimenti cardiaci etc.),
essa è spesso usata come sinonimo di risonanza magnetica
funzionale neuronale,
una delle tecniche di neuroimaging
funzionale di
sviluppo più recente.
Questa
tecnica è in grado di visualizzare la risposta
emodinamica (cambiamenti
nel contenuto di ossigeno del parenchima e
dei capillari)
correlata all'attività neuronale delcervello o
del midollo
spinale,
nell'uomo o
in altri animali.
Introduzione
Da
più di cento anni, è noto che le variazioni del flusso
sanguigno e
dell'ossigenazione sanguigna nel cervello (emodinamica)
sono strettamente correlate all'attività neurale. Quando le cellule
nervose sono attive, consumano l'ossigeno trasportato
dall'emoglobina deglieritrociti che
attraversano i capillari
sanguigni locali.
Effetto di questo consumo di ossigeno è un aumento del flusso
sanguigno nelle regioni ove si verifica maggiore attività neurale,
che avviene con un ritardo da 1 a 5 secondi circa. Tale risposta
emodinamica raggiunge
un picco in 4-5 secondi, prima di tornare a diminuire fino al
livello iniziale (in genere scende anche sotto di esso): si hanno
così, oltre che variazioni del flusso
sanguigno cerebrale,
anche modificazioni localizzate del volume
sanguigno cerebrale e
della concentrazione relativa di ossiemoglobina (emoglobina
ossigenata) e deossiemoglobina (emoglobina non ossigenata).
L'emoglobina
è diamagnetica quando
ossigenata ma paramagnetica quando
non ossigenata e il segnale dato dal sangue nellarisonanza
magnetica nucleare (RMN)
varia in funzione del livello di ossigenazione. Questi differenti
segnali possono essere rilevati usando un'appropriata sequenza di
impulsi RMN, ad esempio il contrasto Blood
Oxygenation Level Dependent (BOLD).
Maggiori intensità del segnale BOLD derivano da diminuzioni nella
concentrazione di emoglobina non ossigenata, dal momento che
lasuscettività
magnetica del
sangue risulta avere un valore più vicino a quello dei tessuti.
Mediante analisi con scanner per imaging
a risonanza magnetica,
usando parametri sensibili alla variazione della suscettività
magnetica, è possibile stimare le variazioni del contrasto BOLD,
che possono risultare di segno positivo o negativo in funzione delle
variazioni relative del flusso sanguigno cerebrale e del consumo
d'ossigeno. Incrementi del flusso sanguigno cerebrale, in
proporzione superiori all'aumento del consumo d'ossigeno, porteranno
ad un maggiore segnale BOLD; viceversa, diminuzioni nel flusso, di
maggiore entità rispetto alle variazioni del consumo d'ossigeno,
causeranno minore intensità del segnale BOLD.
La
scoperta dei principi chiave della risonanza magnetica funzionale e
del segnale BOLD è accreditata a Seiji
Ogawa e Kenneth
Kwong.
BOLD e attività neurale
La
corretta relazione tra segnali neurali e BOLD è ancora soggetto di
ricerca ma in generale, le modifiche del segnale BOLD sono correlate
alle variazioni del flusso sanguigno. Numerosi studi, svolti nelle
ultime decadi, hanno identificato un accoppiamento tra il flusso
sanguigno e il tasso
metabolico;
ovvero l'apporto di sangue è strettamente regolato nello spazio e
nel tempo in funzione dell'apporto delle sostanze nutrienti
necessarie al metabolismo del cervello.
Ad ogni modo, i neuroscienziati stanno
ricercando una relazione più diretta tra l'apporto di sangue e gli
input/output neurali che possono essere collegati sia all'attività
elettrica osservabile che ai modelli circuitali della funzione
cerebrale.
Le
osservazioni sulle correnti
elettriche indicherebbero
che i potenziali
di campo locale,
indici dell'attività elettrica integrata, hanno una maggiore
correlazione con il flusso sanguigno rispetto ai potenziali
d'azione che
sono più direttamente in relazione con le comunicazioni neurali.
Tuttavia, nessuna misura della sola attività elettrica ha fornito
un'adeguata correlazione con il metabolismo e l'apporto di sangue in
ampie e dinamiche gamme sperimentali. Presumibilmente, ciò riflette
la complessa natura dei processi metabolici, di cui fa parte anche
l'attività elettrica. Alcune recenti ricerche hanno suggerito che
l'aumento nel flusso sanguigno cerebrale, che segue l'attività
neurale, non sarebbe correlato alla richiesta metabolica della
regione cerebrale, ma sarebbe piuttosto guidato dalla presenza
di neurotrasmettitori,
in particolare l'acido
glutammico.
Risultati
di recenti ricerche suggeriscono che un lieve calo iniziale
precedente al segnale BOLD positivo avrebbe dimensione più
localizzata e sarebbe in relazione con le diminuzioni locali della
concentrazione d'ossigeno nei tessuti (forse riflettendo l'aumentato
metabolismo locale durante l'attivazione dei neuroni).
Con l'analisi di questo segnale BOLD negativo e maggiormente
localizzato, è stato possibile l'imaging delle colonne
di dominanza oculare nella corteccia
visiva primaria
con una risoluzione di circa 0,5 mm. Tuttavia, il segnale BOLD
negativo iniziale è debole e può essere rilevato sono con l'uso di
scanner potenti, con campi magnetici di almeno 3tesla.
Il segnale è anche molto meno intenso rispetto al normale segnale
BOLD positivo, cosa che rende difficile l'estrazione di esso
dalrumore
di fondo.
Inoltre, questa piccola variazione avviene in circa 1-2 secondi
dall'inizio dello stimolo e potrebbe non essere rilevata quando i
segnali sono registrati con lunghi tempi di ripetizione. Se il tempo
di ripetizione è sufficientemente basso, l'osservazione del segnale
negativo può essere falsata dall'aumentata velocità della risposta
del flusso sanguigno cerebrale, causata dall'eventuale consumo di
sostanze vasoattive (come la caffeina).
Il
segnale BOLD è generato dal complessivo afflusso sanguigno
cerebrale da parte delle grandi arterie e vene, piccole arteriole e
venule e da parte dei capillari. I risultati sperimentali indicano
che il segnale BOLD può essere stimato dai vasi più piccoli,
quindi più vicini ai neuroni attivi, usando campi
magnetici più
intensi. Per esempio, mentre circa il 70% del segnale BOLD deriva
dai vasi maggiori in uno scanner da 1,5 tesla,
circa il 70% deriva dai vasi minori in uno scanner da 4 tesla.
Inoltre, l'entità del segnale BOLD aumenta circa con il quadrato
dell'intensità del campo magnetico. Vi è stato quindi uno aumento
dell'attenzione nei confronti di scanner a campo più intenso, sia
per aumentare la localizzazione delle misure che per aumentare il
segnale rilevabile. Negli ultimi anni, sono stati resi operativi
alcuni scanner da 7 tesla e sono in sviluppo scanner sperimentali da
8 e 9 tesla.
Tecnica
Il
segnale BOLD è misurato mediante rapida acquisizione volumetrica di
immagini con contrasto a pesata T2 o T2*. Tali immagini possono
essere acquisite con discreta risoluzione spaziale e temporale: esse
sono acquisite con periodo che va da 1 a 4 secondi e
ciascun voxel rappresenta
un cubo di tessuto di circa 2-4 mm per
lato. Recenti sviluppi tecnologici, come l'uso di intensi campi
magnetici e ricezione a radiofrequenza multicanale,
hanno reso possibile una risoluzione spaziale sulla scala del
millimetro. Le risposte agli stimoli, distanti l'una dall'altra
circa uno o due secondi, sono distinguibili mediante un metodo noto
come risonanza
magnetica funzionale event-related,
mentre il tempo totale di svolgimento di una risposta BOLD ad un
breve stimolo dura circa 15 secondi, a causa dell'intenso segnale
positivo.
Discipline coinvolte
I
principi su cui si basa la FMRI coinvolgono varie discipline
scientifiche; l'uso efficace nella ricerca e lo studio di questa
tecnica richiedono buone conoscenze relative ai seguenti campi:
- fisica: i ricercatori dovrebbero avere una comprensione ragionevole dei principi fisici coinvolti nel funzionamento dei dispositivi.
- neuroanatomia e neurofisiologia: i risultati forniti dai segnali RMF possono essere collocati correttamente nel loro contesto solo con la conoscenza di queste due discipline. Negli studi più recenti, l'obiettivo è quello di spiegare i fenomeni della cognizione umana in termini fisici (anatomici e fisiologici).
- elettrofisiologia: familiarità con il comportamento dei neuroni a livello elettrofisiologico può contribuire a progettare studi di utilità su questa tecnica.
- psicologia: molti studi sulla RMF sono alla base dei paradigmi sperimentali della psicologia cognitiva e della psicofisica, essendo possibile una valutazione quantitativa degli effetti analizzati.
- statistica: la corretta applicazione della statistica è essenziale per una corretta interpretazione delle osservazioni, evitando i falsi positivi.
- Psichiatria: sono stati pubblicati numerosissimi studi che documentano la alterata attivazione di determinate aree cerebrali in numerose malattie di rilevanza psichiatrica.
Valenza della RMF
Fin
dalla sua introduzione, la RMF è stata fortemente criticata sia
come tecnica di ricerca, sia per l'interpretazione dei suoi
risultati.
Critiche alla tecnica della RMF
- Il segnale BOLD è solo una misura indiretta dell'attività neurale ed è quindi suscettibile ad influenza da parte di fenomeni fisiologici non neurali.
- Aree differenti del cervello potrebbero avere diverse risposte emodinamiche, che non sarebbero rappresentate accuratamente dalmodello generale lineare, spesso usato per filtrare i segnali temporali della RMF.
- La RMF è stata spesso usata per individuare dove avvengano le attivazioni neurali nel cervello e ciò ha portato al nascere di critiche che la accusano di essere quasi una nuova forma di frenologia. La maggior parte degli scienziati preferisce modelli che spieghinocome funzionino i meccanismi psicologici. In risposta a questa critica, è sostenuto che è di vitale importanza il dove sia situata una determinata funzione cognitiva. La neuropsicologia, la manipolazione invasiva delle funzioni del cervello e il neuroimaging funzionalepermettono di analizzare differenti aspetti del ruolo di ciascuna regione cerebrale. L'analogia con la frenologia è quindi errata e fuorviante: la frenologia non ha fondamento scientifico (o comunque minimo), mentre la RMF permette di stabilire importanti ipotesi e di verificarle mediante il metodo scientifico.
- La RMF è spesso usata per visualizzare l'attivazione localizzata in regioni specifiche, senza rappresentare adeguatamente la natura distribuita del funzionamento delle reti neurali biologiche. Alcune recenti tecniche di statistica multivariata studiano questo problema caratterizzando le interazioni tra le regioni attivate, analizzate con tradizionali tecniche univariate. Queste tecniche potrebbero rivelarsi utili in futuro.
- Nonostante sia una tecnica non invasiva, la RMF fornisce una risoluzione spaziale abbastanza buona. Tuttavia, la risposta temporale relativa all'afflusso sanguigno, su cui si basa la RMF, è piuttosto lieve in relazione ai segnali elettrici veicolo delle comunicazioni neuronali. Alcuni gruppi di ricerca stanno quindi lavorando su questo problema, combinando la RMF con dati forniti da altri tipi di esami, come l'elettroencefalografia (EEG) o magnetoencefalografia (MEG). L'EEG ha una risoluzione temporale molto maggiore, ma una risoluzione spaziale piuttosto ridotta, mentre la MEG ha una risoluzione temporale al pari della EEG e risoluzione spaziale simile alla RMF. Ciò ha portato alcuni a considerare la MEG un esame più valevole rispetto alla RMF.
- Molti modelli teorici utilizzati per descrivere i segnali RMF sono poco precisi, tanto da non essere falsificabili (la falsificabilità è un principio fondamentale del metodo scientifico). Di conseguenza, secondo alcuni, la RMF non avrebbe basi scientifiche sufficientemente solide. Contro questa critica viene sostenuto che gli studi condotti con la RMF, se ben strutturati, possono fornire prove in grado di falsificare una teoria precedente. Inoltre, con l'uso di ben definiti modelli matematici e computazionali dei processi neurali, la RMF può verificare o confutare le predizioni di tali teorie.
Critiche generiche
Come
per ogni altra tecnica, la valenza della RMF è fortemente
influenzata dalla progettazione dell'esperimento che ne coinvolge
l'uso. Molti ricercatori hanno usato la RMF invano poiché non
avevano adeguate conoscenze di tutti gli aspetti coinvolti nella
tecnica, o perché hanno ricevuto insegnamenti in discipline
caratterizzate da meno rigore rispetto ai rami della psicologia e
delle neuroscienze qui
coinvolti. L'uso inefficace della tecnica è un problema, ma non
dovuto alle caratteristiche della tecnica in sé.
Vantaggi della fMRI
- Può registrare segnali cerebrali (umani o animali) in modo non invasivo senza utilizzo di radiazioni ionizzanti sfruttate in altri metodi come TC o PET.
- Può registrare dati con risoluzione spaziale da 3 a 6 millimetri, ma con risoluzione temporale scarsa (nell'ordine dei secondi), se comparata con altre tecniche come l'EEG. La bassa risoluzione temporale è però dovuta al fenomeno rilevato, non alla tecnica in sé: l'EEG misura l'attività elettrica dei neuroni, mentre la RMF misura l'attività sanguigna, che ha tempi di risposta più lunghi. Per la misurazione di altri fenomeni, invece, gli scanner a RMN utilizzati per la RMF possono operare ad alta risoluzione temporale.
Utilizzo commerciale
Almeno
due aziende si sono attrezzate per l'uso della RMF come macchina
della verità[1].
I segnali ottenuti dallo scanner RMF sono visualizzati su uno
schermo, dove vengono evidenziate le regioni cerebrali attive. A
seconda delle regioni più attive, si ritiene sia possibile
determinare se un soggetto stia dicendo la verità o meno. Questo
utilizzo è nato piuttosto recentemente e i suoi sostenitori sperano
possa sostituire le precedenti tecniche di rivelazione, come
il poligrafo,
tuttavia vi sono dubbi sulla scientificità di questi metodi.
Esecuzione dell'esame
I
soggetti che partecipano ad un esame di RMF devono semplicemente
stendersi sul lettino dello scanner. Sono solitamente usati dei
cuscinetti morbidi per impedire che piccoli movimenti possano
interferire con la misurazione. Alcuni laboratori adoperano uno
strumento fatto per essere morso dal paziente in modo che la testa
rimanga ferma, ma non è pratica molto diffusa dato che causa spesso
disagio. È possibile correggere l'effetto di piccolissimi movimenti
nella fase di post-elaborazione dei dati, ma oltre i tre millimetri
di spostamento la misura è irrimediabilmente invalidata. Il
problema del movimento emerge con tutti i pazienti, ma specialmente
con soggetti che non sono fisicamente o emotivamente preparati ad
esami, anche brevi, di questo tipo (ad esempio persone affette
da morbo
di Alzheimer, schizofrenia o
semplicemente bambini piccoli). In questo genere di soggetti,
possono essere usate varie tecniche di reinforcement per
attenuare gli artefatti, ma in generale le soluzioni consistono nel
progettare un paradigma compatibile con questi pazienti.
Un
esame RMF ha una durata generalmente compresa tra 15 minuti e 2 ore,
dipendentemente dall'obiettivo dello studio. I soggetti possono
essere sottoposti a vari test come visione di video, ascolto di
suoni, percezione di odori, esecuzione di operazioni cognitive come
memorizzare o immaginare qualcosa, premere alcuni pulsanti o altri
tipi di compiti. I ricercatori devono fornire dettagliate istruzioni
e descrizioni dello schema dell'esperimento a ciascun soggetto, che
deve fornire di conseguenza il consenso
informato per
la procedura.
La
sicurezza è un importante fattore in tutti gli esperimenti
coinvolgenti la RMF. I soggetti devono assicurarsi di essere nelle
condizioni di compiere un esame che coinvolga la RMN. A causa della
tecnica usata (RMN), è infatti presente un campo
magnetico molto
intenso in prossimità dello scanner (1,5 T o
più). I pazienti devono prima essere esaminati attentamente per
individuare qualsiasi tipo di oggettoferromagnetico (orologi,
occhiali, pacemaker, placche
ossee,
viti ossee etc.) che renderebbe pericoloso anche solo
l'avvicinamento allo scanner. Se gli oggetti di questo tipo non sono
rimovibili, come avviene per i dispositivi medici, non è possibile
effettuare l'esame.
Tecniche simili
Oltre
alla RMF vi sono altre tecniche complementari per lo studio
dell'attività cerebrale mediante la risonanza magnetica nucleare.
MRI con contrasto
L'iniezione
di un mezzo
di contrasto,
come ossido
di ferro coperto
da zucchero o amido (per
renderlo non individuabile da parte delsistema
immunitario),
causa un'interferenza locale nel campo magnetico, misurabile con lo
scanner per imaging
a risonanza magnetica(MRI).
I segnali associati a questo tipo di mezzi di contrasto sono
proporzionali al volume sanguigno cerebrale. Sebbene questo metodo
semi-invasivo presenti uno svantaggio considerevole nello studio
della funzione cerebrale in soggetti normali, permette una
sensibilità di misurazione molto più elevata rispetto alla misura
del segnale BOLD, cosa che potrebbe permettere l'eseguibilità di
esami simili ad una popolazione più numerosa. Sono oggetto di
ricerca altri metodi per rilevare il volume sanguigno che non
richiedano iniezioni, tuttavia si pensa che non si possa raggiungere
con altre tecniche la sensibilità fornita dall'iniezione di un
mezzo di contrasto.
Imaging spettroscopico a risonanza magnetica
L'imaging spettroscopico a
risonanza magnetica è un altro esame basato sulla RMN per
valutare le funzioni del cervello. Mentre la semplice spettroscopia
a risonanza magnetica (MRS) non prevede nessuna risoluzione
spaziale, considerando la totalità del campione presente nello
scanner, l'imaging spettroscopico consiste nella valutazione delle
specie chimiche presenti in piccole regioni (dell'ordine di 1cm3).
La valutazione spettroscopica è possibile in quanto i protoni degli
atomi di idrogeno possiedono
proprietà risonanti differenti in funzione dell'ambiente chimico in
cui si trovano, ovvero la molecola alla quale sono legati
(acqua o proteine ad
esempio). Il risultato dell'imaging spettroscopico può essere letto
o come una serie di immagini. ognuna rappresentatante una diversa
specie chimica, oppure come una serie di spettri, ognuno associato
ad una specifica locazione spaziale.
Il
grafico dello spettro è composto da una serie di picchi, ognuno dei
quali corrisponde ad una diversa molecola contenente idrogeno.
L'area sottostante al picco di ciascuna risonanza fornisce una
misura quantitativa della concentrazione del composto. Il picco
maggiore è dato dall'acqua,
ma sono distinguibili anche picchi
per colina, creatina, n-acetilaspartato (NAA)
e acido
lattico.
Il NAA è sostanzialmente inattivo nei neuroni, fungendo
da precursore per
il glutammato e
da deposito per i gruppi acetile,
usati nella sintesi degli acidi
grassi;
la sua concentrazione è però un'approssimazione ragionevole dello
stato di integrità e funzionalità dei neuroni. Malattie cerebrali
(schizofrenia, ictus,
alcuni tipi di tumore, sclerosi
multipla)
possono essere caratterizzate da alterazioni locali nei livelli di
NAA comparati con soggetti sani. La creatina è usata come valore di
controllo relativo, dal momento che i suoi livelli rimangono
pressoché costanti. I livelli di colina e lattato sono invece usati
per valutare tumori
cerebrali.
Imaging con tensore di diffusione
L'imaging
con tensore di diffusione (DTI, diffusion
tensor imaging)
consiste nell'utilizzo della risonanza magnetica per la misura della
connettitività anatomica tra le aree. Tecnicamente, non è
propriamente una tecnica di imaging funzionale poiché non misura
dinamicamente le variazioni della funzione cerebrale; le rilevazioni
di connettività sono quindi complementari alle immagini funzionali
della corteccia
cerebrale,
fornite dal segnale BOLD nella RMF. I fasci di sostanza
bianca trasportano
l'informazione funzionale tra le diverse aree cerebrali e
la diffusione
molecolare dell'acqua
è ostacolata in corrispondenza degli assi di tali fasci. La misura
della diffusione dell'acqua può quindi rivelare informazioni sulla
posizione e la morfologia dei grandi canali di sostanza bianca.
Malattie che alterano la normale organizzazione o integrità della
sostanza bianca cerebrale (come la sclerosi multipla) hanno un
impatto di tipo quantitativo sugli esami di tipo DTI.
Arterial spin labeling
La
tecnica dell'arterial
spin labeling (ASL)
consiste nel marcare magneticamente l'afflusso prossimale di sangue
affluente ad una determinata area di tessuto: in questo caso, il
segnale rilevato nel tessuto è proporzionale al flusso sanguigno,
si ha cioè una misura diperfusione.
Questa tecnica fornisce una quantità maggiore di informazioni
fisiologiche quantitative rispetto al segnale BOLD e ha la stessa
sensibilità nel rilevare le variazioni localizzate dell'attività
indotte dallo svolgimento di azioni da parte del soggetto; tuttavia
è ancora in fase sperimentale a causa della bassa stabilità e
della bassa risoluzione spaziale ottenibile.
PET di perfusione cerebrale
La tomografia
ad emissione di positroni (PET)
può essere usata per ottenere informazioni sul metabolismo
cerebrale e specificamente sulla perfusione delle varie aree
cerebrali. Come già visto per l'arterial
spin labeling,
la perfusione può essere correlata con l'attivazione funzionale.
Nonostante sia stato recentemente provato[2] che
le tecniche di misura di perfusione basate su MRI e PET danno
risultati statisticamente equivalenti, la PET è attualmente lo
standard di riferimento, in quanto maggiormente validata. Rispetto
alla risonanza magnetica, la PET ha un rapporto
segnale-rumore molto
più alto, in quanto il segnale ricevuto proviene esclusivamente dal
tracciante radioattivo e non dai tessuti circostanti, a scapito però
di una più bassa risoluzione spaziale (5x5mm2) e temporale
(15s)[3].
La PET è inoltre molto più costosa e dannosa per il paziente in
quanto richiede la preparazione del tracciante radioattivo. In
generale, la PET può essere considerata meno efficace rispetto alla
fMRI per studi di carattere funzionale[4]
Analisi dei dati della fMRI
L'obiettivo
ultimo dell'analisi dei dati forniti dalla RMF è di rilevare i
collegamenti tra l'attivazione del cervello e i compiti che il
soggetto esegue durante la scansione. Il segnale BOLD conseguente
all'attivazione è però relativamente debole, quindi altre sorgenti
di rumore nei dati acquisiti devono essere controllate attentamente.
Ciò significa che, prima che l'analisi statistica sull'attivazione
possa iniziare, deve essere eseguita una serie di fasi di
elaborazione delle immagini acquisite
In
una normale scansione RMF, il volume tridimensionale della testa del
soggetto è scansionato ogni uno o due secondi con una sequenza di
impulsi echo-planar
imaging (EPI),
producendo per ciascuna sessione una quantità di immagini compresa
tra qualche centinaio e qualche migliaio. Per la natura della
tecnica usata, le immagini sono acquisite in un k-spazio e
devono essere riconvertite in uno spazio normale per essere
utilizzabili. A causa di limitazioni tecniche, i campioni non sono
acquisiti su una griglia, quindi le imperfezioni dello scanner (come
variazioni termiche e rumore di picco) introducono ulteriori
distorsioni. Piccoli movimenti del soggetto, il suo battito
cardiaco e
la sua respirazione possono
anch'essi influire sulle immagini.
La
situazione più comune vede i ricercatori utilizzare una sequenza di
impulsi indicata dal produttore dello scanner, ad esempio una
sequenza EPI bustrofedica. Il software della piattaforma dello
scanner esegue esso stesso la ricostruzione delle immagini
dal k-spazio.
Durante questa fase viene persa parte dell'informazione, in
particolare la fase complessa del
segnale ricostruito. Alcuni tipi di artefatti, come il rumore di
picco, diventano più difficili da rimuovere dopo la ricostruzione,
ma si ritiene siano relativamente poco influenti. Per sequenze di
impulsi non indicate dal produttore, ad esempio EPI a spirale, la
ricostruzione deve essere eseguita da software su una piattaforma
separata.
Dopo
la ricostruzione, l'output della sessione di scansione consiste in
una serie di immagini tridimensionali del cervello. Le più comuni
correzioni eseguite su tali immagini sono la correzione dei
movimenti e la correzione degli effetti fisiologici. Possono essere
eseguite ulteriori correzioni e filtraggi spaziali e/o temporali. Se
si ritiene che il compito eseguito dal soggetto produca impulsi di
attivazione troppo brevi rispetto al tempo di risposta BOLD
(nell'ordine dei 6 secondi), può essere eseguito un filtraggio
temporale per tentare di escludere la risposta BOLD e ripristinare
il pattern temporale di attivazione.
A
questo punto i dati forniscono una serie temporale di campioni per
ogni voxel del
volume scansionato. Sono poi usati vari metodi per collegare la
serie di voxel al compito eseguito dal soggetto, allo scopo di
produrre mappe di attivazione dipendente da esso.
Software per il neuroimaging
- Cambridge Brain Analysis (CamBA)
-
Note
- ^ Feng C-M, Narayana S, Lancaster JL, Jerabeck PA, Arnow TL, Zhu F, Tan LH, Fox PT, Gao J-H (2004). CBF changes during brain activation: fMRI vs. PET. NeuroImage 22: 443-446.
-
Bibliografia
- (EN) Scott A. Huettel, Allen W. Song, Gregory McCarthy. Functional Magnetic Resonance Imaging. Sinauer Associates, 2004.ISBN 0-87893-288-7
- (EN) C. Weiller et al. Clinical potential of brain mapping using MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2004, 23 (6): 840–850.
- (EN) A. L. Baert, K. Sartor, J. E. Youker. Functional MRI. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2000. ISBN 3-540-67215-X
(Contributo on-line)
