Что такое позитронно-эмиссионная томография в психологии?
Позитронно-эмиссионная томография, ПЭТ (англ. positron emission tomography, PET) – сравнительно новый метод нейроизображения, позволяющий получать томографические картины интенсивности мозгового кровообращения. Для получения томограммы человеку предварительно вводят в кровь безвредную радиоактивную глюкозу, которая «благоухает» позитронами. Вместе с кровью глюкоза поступает в мозг, где распределяется в соответствии с уровнем функциональной активности и энергетической потребности. Изображение реконструируется компьютером на основе регистрации кольцом фотоумножителей фотонов высокой энергии, образующихся в результате столкновения (и аннигиляции) позитрона с электроном.
Возможности ПЭТ ограниченны: 1) непрямым и отсроченным во времени отношением между метаболизмом и синаптическими токами; 2) тем, что ПЭТ приводит к некоторому радиационному воздействию на организм, в связи с чем не может применяться слишком часто; 3) имеет относительно низкое отношение сигнала к шуму, в силу чего редко годится для когнитивных исследований с одним-единственным испытуемым; 4) тем, что ПЭТ интегрирует реакцию мозга в течение периода от 0,5 до 35 мин, тогда как когнитивная обработка информации, по-видимому, состоит из многократных отдельных стадий, каждая длительностью от 50 до 300 мс; 5) дороговизной и сложностью обслуживания.
Действие ПЭТ основано на детекции местоположения в мозге веществ, меченных радиоактивными изотопами кислорода (15О), углерода (11С) и др. Этими изотопами маркируются молекулы веществ, позволяющих оценить уровень мозгового метаболизма и кровотока (кислород, вода, глюкоза). В организм вещества с радиоактивной меткой вводятся путём инъекции или ингаляции. В связи с коротким периодом полураспада этих изотопов суммарная доза радиации во время ПЭТ-исследований ничтожно мала даже по сравнению с рентгеновским аппаратом. При распаде изотопа происходит эмиссия (выход из ядра) позитрона, который при потере кинетической энергии взаимодействует с электроном. В результате этого происходит выделение в противоположных направлениях двух фотонов, которые одновременно улавливаются специальными ПЭТ-детекторами, расположенными вокруг головы испытуемого. Компьютерная реконструкция распределения изотопа в мозговых тканях позволяет получить множество томографических снимков и определить наиболее активные участки мозга в тех или иных процессах.
Пространственное разрешение современных ПЭТ-систем составляет 2–3 мм и не зависит от глубины расположения активного участка в мозге. Временное разрешение определяется периодом полураспада изотопов и составляет несколько минут, в связи с чем возникают некоторые трудности определения активных зон в быстрых когнитивных и моторных процессах. Параллельно с ПЭТ разрабатывался сходный метод, основанный на использовании тяжёлых изотопов (133Хе, 99Те), не принимающих участие в обмене веществ, – эмиссионная компьютерная томография одиночных фотонов (ЭКТОФ). Однако в связи с низким пространственным разрешением этот метод не получил широкого распространения.
Источник: Мещеряков Б.Г., Зинченко В.П. Большой психологический словарь.
Возможные проблемы:
- Ограниченная частота применения из-за радиационного воздействия
- Высокая стоимость оборудования и исследований
- Низкое временное разрешение, не позволяющее фиксировать быстрые когнитивные процессы
- Необходимость введения радиоактивных веществ в организм
- Сложность интерпретации данных из-за непрямого отражения нейронной активности
- Ограниченная применимость для исследований с одним испытуемым
- Технические сложности обслуживания и калибровки оборудования
- Этические вопросы использования радиоактивных изотопов
- Долгий процесс подготовки и проведения исследования
- Ограниченная доступность ПЭТ-оборудования в исследовательских и клинических центрах
Вы можете задать мне уточняющие вопросы.
