Nghiên cứu mới chứng minh làm cách nào hai phương pháp đo hoạt động thần kinh trong não khác nhau, điện não đồ và chụp cộng hưởng từ chức năng, có thể đồng thời cung cấp các dữ liệu có ý nghĩa dựa trên các mạng não bộ.

Sepideh Sadaghiani rất quan tâm đến việc nghiên cứu kết nối và các chức năng của các mạng não. Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Beckman.

Chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và điện não đồ (EEG) là phương pháp được sử dụng để cung cấp thông tin ở các góc cạnh rất khác nhau của giao tiếp thần kinh trong các khu vực não. fMRI nắm bắt rất chậm các góc cạnh giao tiếp dựa trên cơ sở năng lượng tiêu hao của tế bào thần kinh, trong khi đó EEG trực tiếp đo nhanh chóng các giao tiếp của tế bào thần kinh trong thời gian thực từ các tín hiệu điện của não.

Mới đây, các nhà nghiên cứu từ Viện khoa học và công nghệ tiên tiến Beckman đã phát triển một phương pháp tiếp cận mới, xem xét cả hai phương pháp đo này, để có thể đo đồng thời các giao tiếp thần kinh não bộ. Nghiên cứu này đã được công bố trên NeuroImage gần đây.

Sepideh Sadaghiani, trợ lý giáo sư tâm lý học tại Trường Đại học Illinois, Urbana-Champaign, người đứng đầu Phòng thí nghiệm CONNECT tại Viện Beckman, cho biết: “Trong hai thập kỷ qua, hai phương pháp đo này là phương pháp phổ biến để xem xét cách thức giao tiếp ở các vùng khác nhau của não bộ thay vì chỉ tập trung vào hoạt động từng vùng riêng lẻ. The connectome là một tấm bản đồ mô tả tổng thể các liên kết thần kinh bên trong não. Tuy nhiên, thật khó để xem xét kết nối fMRI và EEG cùng một lúc”.

Điện não đồ đo các tín hiệu điện được tạo ra bởi các tế bào thần kinh trên não nhưng máy quyét MRI được sử dụng để xác định chức năng bằng chụp cộng hưởng từ can thiệp vào tín hiệu EEG bởi vì máy chụp cộng hưởng từ này sử dụng các từ trường mạnh để tạo ra hình ảnh các mô, các cơ quan nội tạng cũng như các cấu trúc khác bên trong cơ thể trên máy vi tính. 

“Chúng tôi đã xem xét cách thức fMRI mô tả tổng thể các thay đổi theo thời gian và liệu những thay đổi đó có đi kèm với những thay đổi trong kết nối điện sinh lý như khi được đo bằng EEG hay không”, Sadaghiani nói.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng, fMRI bị chỉ trích trong quá khứ bởi lúc chụp có tiếng ồn từ máy phát ra do hiện tượng cộng hưởng. Các thay đổi trong bản đồ mô tả tổng thể các liên kết thần kinh bên trong não theo thời gian liên quan đến những thay đổi thực tế trong hoạt động thần kinh đều được đo bằng EEG nhưng các mô tả tổng bên trong não bằng EEG trước đây bị chỉ trích bởi các phép đo không cung cấp chính xác các giao tiếp não, chỉ có ý nghĩa trong việc nghiên cứu các kết nối toàn bộ não vì chúng tương quan với các thay đổi của liên kết fMRI.

“Từ mối tương quan này, nhóm nghiên cứu của chúng tôi nhận thấy những thiếu sót của cả hai phương pháp có thể khắc phục được và có thể thu được các dữ liệu có ý nghĩa lớn”, Sadaghiani cho biết.

Các nhà nghiên cứu rất quan tâm đến việc cải thiện các hạn chế của hai phương pháp này.

Sadaghiani cho biết: “fMRI được sử dụng để xem xét các vùng đặc biệt của não, có kích thước chỉ vài milimet. Mặt khác, tín hiệu EEG chỉ có thể quan sát được các vùng não có kích thước lớn. Nếu chúng ta cần so sánh các kết quả thu được từ cả hai bộ dữ liệu, chúng ta sẽ mất độ chính xác của fMRI. Ngược lại, EEG đo rất nhanh các thay đổi trong các kết nối trong khi fMRI có tốc độ đo rất chậm. Do đó, khi so sánh các mô tả thay đổi của não trong EEG và fMRI, chúng ta sẽ có thể mất đi độ phân giải tạm thời của điện não đồ”.

“Nghiên cứu cho thấy kết hợp cả hai phương thức trên có thể theo dõi sự thay đổi của giao tiếp não một cách đáng tin cậy, cung cấp nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu khám phá nhận thức và bệnh lý não của con người trong tương lai". Jonathan Wirsich, nghiên cứu sinh bậc sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm CONNECT nói.

Các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành các nghiên cứu trong tương lai tại Trung tâm hình ảnh y sinh tại Beckman để có được dữ liệu chất lượng cao hơn. Kết hợp với các phương pháp phân tích mới, họ có kế hoạch so sánh các kết nối EEG và fMRI mà không làm mất đi lợi thế của một trong hai phương pháp.

P.T.T (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2020-07-approach-simultaneously-eeg-fmri-connectomes.html, 24/7/2020