שיטות מחקר חלק ב Flashcards
מה שיטת המחקר של רישום הפעילות העצבית מאפשרת ומה החיסרון שלה?
הכנסת מיקרואלקטרודות למוח שרושמות את השינויים במתח החשמלי של הנוירונים מאפשרת לבחון את ההשפעה של גרויים פסיכולוגיים או פרמקולוגיים. החיסרון הוא שניתן לרשום את הפעילות החשמלית בתוך נוירון בודד (רישום תוך-תאי), או להשתמש באלקטרודות יותר גדולות ולרשום מתוך הנוזל החוץ תאי את השינויים באוכלוסיה שלמה של נוירונים כאשר לרוב בהתנהגות מעורבים מליוני נוירונים.
לאחרונה פותחו מיקרואלקטרודות מתוחכמות שמאפשרות רישום בו זמני ממאות נוירונים
כיצד פועלת שיטת הfMRI ומה היתרונות שלה?
מתבססת על כך שבשדה מגנטי המוגלובין פולט קרינה (באופן טבעי). באזור שבו יש פעילות גבוהה של נוירונים הדם מכיל יותר חמצן (שקשור להמוגלובין), כי לא כל החמצן מספיק לצאת לרקמה. המוגלובין שקשור לחמצן פולט יותר קרינה מהמוגלובין לא מחומצן והחיישנים במכשיר מאפשרים למקם את אותם נבדלים. Blood oxygenation level–dependent (BOLD)
היתרונות הם שהשיטה מאוד בטוחה, מאפשרת רזולוציה טובה בזמן ובמרחב וכן מאפשרת לערוך ניסויים בקלות.
מה החסרונות בשימוש בPET?
- יש צורך בהחדרת חמרים שפולטים קרינה רדיואקטיבית לגוף הנבדק.
- עלות גבוהה ומורכבות של הפרוצדורה –הכנת החמרים מחייבת ציקלוטרון.
- הרזולוציה בזמן לא כל כך טובה.
- הרזולוציה המרחבית לא כל כך טובה. כדי להתגבר על כך, מכשירים מודרניים משלבים במכשיר ה-PET גם CT. הסריקה מתבצעת במקביל ונותנת תמונה מרחבית יחד עם התמונה הפונקציונלית.
אילו עוד שימושים יכולים להיות לסריקת הPET?
לאתר רצפטורים לחומר מסוים או לבדוק התקשרות של תרופה לרצפטור על ידי הזרקת ליגנד רדיואקטיבי ספציפי לרצפטור המסוים ולעקוב אחרי ההתקשרות שלו לרצפטורים אלה. ניתן להשוות בין מיקום וצפיפות הרצפטורים במצבים שונים (במהלך ביצוע מטלות מסוימות) או במחלות שונות.
כיצד עובד PET?
דטקטורים אשר קולטים קרינה שעוברת דרך המח שנוצרת על ידי חומר רדיואקטיבי שהוזרק לנבדק. כדי למנוע נזק לתאי הגוף, מזריקים חמרים רדיואקטיבים שמתפרקים במהירות ותוך כדי ההתפרקות פולטים פוזיטרונים, שהם חלקיקי אנטי-חומר שמקבילים לאלקטרונים. התנגשות של פוזיטרון עם אלקטרון גורמת להשמדת חלקיקים אלה, תוך כדי יצירה של שני פוטונים שנעים בכוונים מנוגדים. הדטקטורים חשים את ההגעה הבו-זמנית של פוטונים. ניתן לחשב את מיקום היציאה הפוטונים על סמך הבדלים קטנים בזמן ההגעה לשני צידי הדטקטור. אחת השיטות היותר רווחות מסתמכת על הזרקה של החומר 2- deoxyglucos (2DG שדומה לגלוקוז ולכן יכנס לנוירונים, שצורכים גלוקוז כחומר העיקרי שמספק להם אנרגיה. דבר זה מאפשר לראות פעילות מוחית.
כיצד הדמיית סידן מאפשרת את רישום הפעילות החשמלית במוח?
במהלך פוטנציאל הפעולה יש עליה בריכוז הסידן התוך תאי.השינויים הם ריגעיים, כי הסידן החופשי בתא מיד מוכנס למאגרים תוך תאיים ששומרים על ריכוז נמוך של סידן. בעזרת הנדסה גנטית ניתן להחדיר לנוירונים ספציפיים חלבון שזוהר באור פלואורוסנטי כאשר הוא נקשר לסידן חופשי בתוך התא. כשבוחנים את המח בעזרת מיקרוסקופ דו-פוטוני ניתן לראות את האיתות של הסידן בזמן אמת.
כיצד עובד EEG?
זו רושמים את הפעילות החשמלית של המח מאלקטרודות גדולות - מקרואלקטרודות, שמונחות על פני הראש. משתמשים בשיטה זו כדי לרשום שינויים גלובליים בפעילות המוחית כלומר, הפעלה מסונכרנת של אוכלוסיות שלמות של נוירונים במצבים שונים.
ניתן גם למדוד אותות חשמליים שמועלים על ידי גרויים ספציפיים. שיטה זו נקראת Evoked potentials או Event Related Potentials. בשיטה זאת מציגים את הגרוי מספר פעמים וממצעים את תבנית גלי המח כך שזה מבטל את הפעילות המוחית שלא שייכת לגירוי.
מהן שיטות ההדמיה לחקר פעילות של אזור ספציפי במח ועל מה הן מתבססות?
PET וfMRI. שתי השיטות מתבססות על העובדה שפעילות עיצבית מוגברת באזור כלשהוא של המח מתואמת עם עליה בזרימת הדם לאזור זה ועליה בצריכת הגלוקוז והחמצן באזור.
מהי גרייה חשמלית?
דרך לבחון את התפקוד של אזור מסוים במח, על ידי השתלת אלקטרודה שהקצה שלה נמצא באותו אזור ודרכו ניתן להעביר זרם שמפעיל את התאים באותו אזור. בהתאם לתבנית הגרוי החשמלי והקונטקסט של הגריה, הפעלה כזאת יכולה להוביל לאחד משני תהליכים: 1) חיקוי ההפעלה הטבעית של האזור, או 2) הפרעה לפעילות הטבעית של האזור. הבעיה העיקרית היא שקשה לחקות את תבנית ההפעלה הפיזיולוגית.
כיצד עובדת כימוגנטיקה?
שיטה זאת דומה לאופטוגנטיקה, אלא שבמקום להחדיר לנוירונים מסוימים תעלה שמושפעת מאור, מחדירים להם רצפטור “מעוצב” שנפתח על ידי “סם מעוצב”.
כיצד עובדת אופטוגנטיקה?
שיטה שמאפשרת להחדיר (באמצעות הנדסה גנטית) גן של תעלה שנפתחת בתגובה לאור בסוגי תאים ומיקומים ספציפיים. הנוירונים לאור מובילה לאקסיטציה או לאינהיביציה בהתאם לסוג התעלה שהגן שמקודד אותה הוחדר לחיה.
הארה על תעלה מסוג Channelrhodopsin פותחת אותה ומתאפשרת כניסת יוני נתרן לתא.
הארה על תעלה מסוג Halorhodopsin פותחת אותה ומתאפשרת כניסת יוני כלור לתא.
הגנים מוחדרים לאזור מסוים במח על ידי הזרקת וירוס שכולל את הגן של התעלה (אופסין) ואזור בקרה על הגן (הפרומוטור שלו). הוירוס המוזרק “מדביק” את התאים באזור
למה משמש ניתוח סטריאוטקסי להשתלת קנולה?
החדרת כימיקלים שונים למוח על מנת:
להחדיר תרופות לתוך אזור ספציפי במח לדוגמה תרופות שלא עוברות את מחסום הדם-מח
גרימת לזיה כימית באזור ספציפי במח
גרימת לזיה הפיכה ע”י החדרת חמרי הרדמה לאזור ספציפי במח
הזרקת וקטורים ויראליים מהונדסים שמחדירים גנים עודפים לתאים באזור ספציפי במח
כיצד עובדת שיטת הTMS ולמה היא משומשת?
בשיטת ה-TMS ניתן לגרות אזורים ספציפיים במח באמצעות יצירת שדה מגנטי מקומי מעל האזור המגורה. השדה המגנטי נוצר ע”י העברה של זרם חשמלי דרך סליל נחושת שעטוף בבידוד מפלסטיק. את הסליל מניחים בדיוק מעל המקום שרוצים לגרות. ניתן להשתמש בעיקר לגרוי של הקורטקס כי השדה המגנטי חודר רק כמספר מ”מ לתוך המח עם זאת פותחו גם מכשירים לגרייה של אזורים עמוקים במח.
שמושים – 1) כלי מחקרי ליצירת הפרעה לתפקוד של האזור המגורה 2) לגרוי TMS חוזר ונשנה של אזורי מח מסוימים יש השפעות במספר מצבי מחלה –בעיקר השפעות אנטי-דפרסנטיות בחולים עם דיכאון קשה והורדת סימפטומים של הפרעה אובססיבית-קומפולסיבית.
