FMRI ist ein Gerät, das von Ärzten oder anderem medizinischen Personal verwendet wird, um die Gehirnaktivität zu kartieren. Es steht für funktionelle Magnetresonanztomographie. Das f am Anfang der fMRT wird nur am Satzanfang großgeschrieben.
Ein fMRT-Gerät ist ein großes, bettgroßes, teures medizinisches Gerät, das starke Magnetfelder erzeugt. Aus diesem Grund werden Menschen mit Herzschrittmachern davor gewarnt, sich fMRT-Geräten zu nähern. Patienten müssen metallische Gegenstände entfernen, bevor sie die Maschine betreten. Um die Maschine zu betreten, liegt ein Patient auf einer horizontalen trageähnlichen Plattform, die in einen zylindrischen Hohlraum gleitet. Der Patient wird von allen Seiten magnetisch gescannt und ein Echtzeitbild erstellt, das den Ärzten zur weiteren Analyse vorgelegt wird.
Ein fMRT-Gerät arbeitet nach dem Prinzip der Magnetresonanz. Die Praxis wurde früher als Magnetresonanztomographie (MRT) oder Kernspinresonanz (NMR) bezeichnet.
Magnetresonanz funktioniert wie folgt. Es ist seit über 100 Jahren bekannt, dass Blut in bestimmte Bereiche des Gehirns fließt, wenn diese Bereiche aktiv sind. Dies liegt daran, dass aktive Neuronen mehr Blut verbrauchen als untätige Neuronen. Rote Blutkörperchen tragen eine Substanz namens Hämoglobin im ganzen Körper, einschließlich aktiver Neuronen. Wenn ein Neuron aktiv ist, verbraucht es mehr Sauerstoff, den es in Form von Hämoglobin erhält.
Hämoglobin ist ein „Sauerstoffspeichermolekül“, das in der Lage ist, Sauerstoff mehrmals freizugeben und aufzunehmen. Rote Blutkörperchen enthalten reichlich Hämoglobin, das mit Luft aus der Lunge mit Sauerstoff angereichert und dann desoxidiert wird, wenn die Zellen mit Sauerstoff versorgt werden. Sauerstoffhaltiges und sauerstoffarmes Hämoglobin haben unterschiedliche magnetische Eigenschaften.
Mit Sauerstoff angereichertes Hämoglobin ist diamagnetisch, was bedeutet, dass es ein Magnetfeld leicht abstößt. Desoxygeniertes Hämoglobin ist paramagnetisch, was bedeutet, dass es durch das Anlegen eines externen Magnetfelds leicht magnetisch wird. Beide Effekte sind klein, aber messbar.
Die Desoxygenierung von Hämoglobin in aktiven neuralen Bereichen ist das, was das fMRT-Gerät aufnimmt. Dies geschieht einige Sekunden nach der neuronalen Aktivität selbst. FMRI-Geräte sind aus einer Reihe von Gründen als wissenschaftliches Werkzeug in die Kritik geraten, einschließlich der Tatsache, dass einige Theorien zur Interpretation von fMRI nicht falsifizierbar sind und dass verschiedene Teile des Gehirns mehr oder weniger Sauerstoff verbrauchen können, selbst wenn sie ungefähr das gleiche Aktivitätsniveau aufweisen. Unabhängig davon wird fMRT seit Jahren erfolgreich zur Diagnose verschiedener Gehirnprobleme eingesetzt. Es wurde auch in der Psychologie verwendet, um zu untersuchen, welche Aufgaben welche Gehirnbereiche aktivieren.