At se ind i hjernen - Tre forskellige teknikker

Hjerneforskere bruger hovedsageligt tre forskellige scanningsteknikker, når de skal studere hjernens funktion og eventuelle skader. Hver teknik giver helt specifikke oplysninger, der, når de sættes sammen, fortæller temmelig meget.

De tre teknikker kaldes CT-, MR, og PET scanning. I modsætning til CT- og MR scanning, som primært kan gengive hjernens statiske anatomi og biokemi, kan PET scanning dynamisk visualisere de biokemiske processer, der går forud for morfologiske ændringer i hjernen ved forskellige sygdomme.

CT-scanning, computeriseret tomografi
Er baseret på de elektromagnetiske bølger, som hedder røntgenstråler. En stor mængde af røntgenstråler sendes gennem patientens hjerne. Strålerne svækkes af den relative tæthed som hjernens forskellige substanser består af, og computeren kan derefter rekonstruere et tredimensionalt billede af hjernen. CT-scanninger er en god teknik til at vise de væskefyldte ventrikler og furerne mellem hjernevindingerne.

Eksempel på CT-scanningsbillede af hjernen 

MR-scanning, magnetisk resonans
MR-scanningen giver samme billede som CT-scanningen, men er baseret på virkningen af højfrekvente radiobølger i et magnetfelt. I modsætning til CT-scanning, kan man på billeder fra en MR-scanning skelne den hvide og grå hjernemasse og har generelt en langt bedre opløsning. Med MR-scanningen kan lægerne finde tumorer eller andre ændringer, der ikke er større end et knappenålshoved.

Eksempel på MR-scanning. Til venstre et MR scan af hjernen. Til højre er der lagt et Fluor-18-mærket deoxyglucose scannings-billede oven på MR billedet.

PET-scanning, positron emissionstomografi
PET er baseret på de elektromagnetiske bølger, som hedder gamma-stråler. I en cyklotron smides et ekstra proton ind i kernen fra et passende grundstof i gasform. Derved bliver grundstoffet til en radioaktiv isotop af et andet grundstof. Isotopen bindes til et sporstof, som indgår naturligt i hjernens biokemi. Positroner er positivt ladede elektroner, der frigøres, når den radioaktive isotop henfalder. De positron-udsendende isotoper har ultrakort levetid. Positronen tilintetgøres ved mødet med en almindelig negativt ladet elektron. Energien omdannes herved til to fotoner, som bevæger sig væk fra kollisionsstedet i diametralt modsatte retninger. Ved PET scanning registreres energien fra disse fotoner, og signalet bliver omdannet til et tredimensionalt billede i computeren.

Inden PET scanningen foretages har patienten spist, drukket eller fået en indsprøjtning med det radioaktive sporstof, og via PET scanning kan lægerne se, hvor, hvor hurtigt og i hvor stor koncentration sporstoffet bliver brugt i hjernen eller andre organer i legemet.