Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine spezielle Version einer MRT-Untersuchung. Anstatt sich nur darauf zu konzentrieren, das Gewebe des Gehirns abzubilden, verfolgt es auch den Blutfluss zu verschiedenen Bereichen, basierend auf bestimmten mentalen Aufgaben, die vom Patienten ausgeführt werden. Dieser ansprechende Blutfluss wird als hämodynamische Aktivität bezeichnet. Die Verfügbarkeit der funktionellen Magnetresonanztomographie hat seit den frühen 1990er Jahren stark zugenommen und sie hat sich zu einer der häufigsten Formen der Neurobildgebung entwickelt.
Es ist seit langem bekannt, dass wechselnde Bereiche der neuralen Aktivität im Gehirn Veränderungen des Blutflusses durch diese Bereiche bewirken. Wenn Nervenzellen im Gehirn oder anderswo aktiv werden, verbrauchen sie Sauerstoff aus dem Blut. Im Gegensatz zu Muskelzellen haben sie keine Glukose- und Sauerstoffreserven in der Nähe, und der Blutfluss muss sofort geändert werden, um eine erhöhte neuronale Aktivität aufzunehmen. Dies führt zu lokalisierten Bereichen von sauerstoffarmem Blut, in denen die Nervenaktivität stattfand, und diese Bereiche können mit der funktionellen Magnetresonanztomographie gesehen werden.
Die magnetischen Eigenschaften von Blut unterscheiden sich je nachdem, ob es sauerstoffangereichert oder sauerstoffarm ist. Diese magnetische Signatur wird von einem funktionsfähigen Magnetresonanztomographen gelesen. Die Technologie dafür wurde erstmals 1990 entwickelt und hat viele potenzielle Möglichkeiten für die Entwicklung unseres Verständnisses der Gehirnfunktion und -organisation eröffnet.
Wenn sich ein Patient einer funktionellen Magnetresonanztomographie unterzieht, kann diese je nach Zweck zwischen 15 Minuten und zwei Stunden dauern. Es ist sehr wichtig, dass der Patient während dieser Zeit ganz still liegt, um brauchbare Bilder zu erhalten. Dies kann für kleine Kinder oder Personen mit bestimmten psychischen Erkrankungen problematisch sein, aber es kann versucht werden, den Bedürfnissen dieser Patienten gerecht zu werden. Den Probanden können verschiedene sensorische Informationen präsentiert werden oder sie werden aufgefordert, während der Untersuchung mentale Aufgaben wie das Auswendiglernen durchzuführen, während ein Arzt die Bereiche der Gehirnaktivität liest und interpretiert, wie sie auf einem Bildschirm angezeigt werden.
Der größte Vorteil der funktionellen Magnetresonanztomographie besteht darin, dass sie vollständig nichtinvasiv ist und keine Injektion von radioaktivem Kontrastmittel oder ähnlichem Material erfordert. Dadurch wird der Patient keiner unnötigen Strahlung ausgesetzt. Die Dauer des Verfahrens kann bei Bedarf auch sehr kurz sein.
Die Nachteile dieser Verfahren hängen mit der Art der Messung zusammen. Das heißt, dass hämodynamische Reaktionen aufgrund neuronaler Aktivität manchmal schwer von Reaktionen aufgrund anderer Ereignisse im Körper zu unterscheiden sind. Aus diesem Grund liegen fMRT-Daten, wenn sie veröffentlicht werden, in der Regel in Form von aggregierten Bildern vor, die aus im Laufe der Zeit von vielen verschiedenen Probanden gesammelten Daten gruppiert sind.