[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Уважаемые коллеги, в этой части курса мы поговорим с вами про методы функциональной томографии. Я буду вам рассказывать в основном про функциональную магнитно-резонасную томографию. Дело в том, что по сравнению с электрофизиологическими методами исследования методы функциональной томографии характеризуются высокой пространственной разрешающей способностью. То есть мы достаточно точно можем локализовать изменения физиологические, которые регистрируются, связанные с речевыми процессами, но при этом методы функциональной томографии характеризуются низкой временной разрешающей способностью. То есть мы не можем говорить о динамике. И для того чтобы перейти к описанию этих методов, надо сказать, что в основе функциональной томографии лежит достаточно простой физиологический процесс — мы отслеживаем локальные изменения кровотока. Возможность этого была показана довольно давно Моссо в его известном исследовании. И на самом деле вот этот дизайн исследования, он достаточно современный, то есть практически львиная доля исследований мозга с помощью функциональной томографии проводится вот в такой форме, когда мы просим испытуемых сначала находиться в состоянии покоя, занимать их какой-то деятельностью, например просматривать какую-то бессмысленную информацию, и потом, собственно, предъявляем какие-то стимулы осмысленные или просим с ними как-то работать. В общем, довольно давно было показано, что такие операции, такие процессы приводят к изменению кровотока. Именно на этом и основаны все современные методы функциональной томографии. Говоря про функциональную МРТ, мы говорим про молекулы гемоглобина. Дело в том, что регистрируемый сигнал — сигнал, зависимый от уровня насыщения крови кислородом, то содержание молекул гемоглобина в крови определенным образом влияет на вот этот регистрируемый сигнал. Если мы представим ситуацию какую-то начальную, когда происходит какая-то фоновая активность, у нас наблюдается, скажем, в капиллярном русле какое-то определенное соотношение окисленного и неокисленного гемоглобина. Дело в том, что когда гемоглобин несет кислород и отдает этот кислород нейронам, для того чтобы они работали, он, теряя кислород, начинает проявлять магнитные свойства. Тем самым он как бы снижает регистрируемый сигнал. Но в какой-то момент времени, например, мы подаем стимуляцию и представим, что популяция нейронов находится в структурах мозга, которые связаны с обеспечением речи. Эти нейроны начинают активно работать, и локально в данном месте потребляется активный кислород, и в крови увеличивается концентрация гемоглобина, который не несет кислород. Наблюдается начальное падение сигнала. Но поскольку в организме нет транспортеров кислорода, то в данном локальном месте, для того чтобы продолжилась нейрональная активность, для того чтобы поддерживались метаболические запросы нейронов, необходимо создать избыток кислорода. И тем самым, за счет процессов регуляции кровотока у нас в этом месте увеличивается кровоток. Именно поэтому говорят, что нейрональная активность проявляется таким образом, что у нас локально в данной области мозга происходит увеличение кровотока. Это-то увеличение мы и регистрируем. На самом деле стандартная форма гемодинамического ответа, от которой зависит, собственно, BOLD-сигнал, характеризуется как изначальное падение BOLD-сигнала, и дальше происходит у нас увеличение этого BOLD-сигнала. Как только стимуляция заканчивается, собственно, сам сигнал также приходит в норму. И на слайде представлена стандартная форма гемодинамического ответа. Дальше, зная, как протекает этот процесс, мы можем регистрировать, соответственно, вот эти процессы, то есть перераспределение кровотока, в зависимости от того, какую задачу выполняет испытуемый. Таким образом, задача фМРТ-исследования, точно так же, как и ПЭТ-исследования, заключается в том, чтобы найти те места в мозге, в которых таким образом меняется кровоток. Схемы исследования, организация такого исследования представлены на слайде. Например, нашей задачей (это достаточно стандартный хрестоматийный пример) является исследовать процессы распознавания и узнавания лиц. Для этого мы организуем тестовое задание таким образом, чтобы лица, стимулы, которые появляются на экране монитора, изображающие лица, предъявлялись попеременно, скажем, с шахматной доской. И в этой ситуации нашей задачей является сравнивать зарегистрированный сигнал при появлении лиц и при появлении шахматной доски. Надо сказать, что физически данные стимулы практически одинаковы, с точки зрения их засветленности и сложности для зрительной системы. Тем самым, единственное отличие между этими процессами заключается в том, что при предъявлении лиц происходит их распознавание как лиц. И если задача смотреть знакомые и незнакомые лица — это также процессы узнавания. Для того чтобы выяснить, где именно происходят изменения кровотока, которые бы отражали изменения нейрональной активности, на основании которой мы бы говорили о том, что данные структуры или данные нейроны работают или вовлекаются в обеспечение этого исследовательского процесса, нам нужно выполнить процедуру вычитания. Мы просто сравниваем одно состояние с другим. Тем самым, поскольку у нас физические стимулы одинаковые, их зрительные, визуальные характеристики, то единственное отличие между ними заключается в том, что в данном случае у нас при предъявлении лиц есть так называемый эндогенный процесс распознавания лиц. Мы выявляем вокселы, которые данный процесс как бы картируют, то есть мы находим те вокселы, те элементы изображения, в которых кровоток усиливается или значимо меняется в одном состоянии по отношению к другому.
