Расчет локализации эквивалентного диполя. Экстраклеточная и внутриклеточная регистрация активности нейронов.

1. Определение 3х мерной локализации эквивалентного диполя заключается в том, что с помощью математического моделирования изображается расположение виртуального источника потенциала, который предположительно мог бы создать распределение электрических полей на поверхности мозга, соответствующее наблюдаемому (если предположить, что они генерируются не нейронами коры по всему мозгу, а являются результатом пассивного распространения эл. поля от единичных источников). В некоторых частных случаях эти вычисляемые "эквивалетные источники" совпадают с реальными, что позволяет при соблюдении определенных физических и клинических условий, использовать этот метод для уточнения локализации эпилептогенных фокусов при эпилепсии, а так же для выявления опухоли.

2. Электрофизиологии регистрируют электрическую активность мозга с помощью тонких электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью ЭЭГ. Электрод может быть настолько тонок, что проникает внутрь клетки и позволяет записывать внутриклеточные потенциалы. Другой способ регистрации активности нейронов - внеклеточный. С помощью электрода можно регистрировать как активность отдельных нейронов, так и локальные потенциалы.

На рисунке отображена схема, поясняющая регистрацию экстраклеточной активности нейронов. Для регистрации активности одиночных нейронов микроэлектрод закрепляют в специальном манипуляторе, который позволяет продвигать его в мозге с высокой точностью. Манипулятор может крепиться на черепе и отдельно. Кончик микроэлектрода можно вводить внутрь нейрона, не повреждая его мембрану и сохраняя его жизнедеятельность.

(В.В. Шульговский. Основы нейрофизиологии: Учебное пособие. 2002 г.)

Современные психофизиологические методы не инвазивного изучения мозга человека: рентгеновская компьютерная томография, структурная и функциональная магнитно-резонансная томография (сМРТ и фМРТ), позитронная эмиссионная томография (ПЭТ).

Компью́терная томогра́фия — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Компьютерная томография (КТ) — в широком смысле, синоним термина томография (так как все современные томографические методы реализуются с помощью компьютерной техники); в узком смысле (в котором употребляется значительно чаще), синоним термина рентгеновская компьютерная томография, так как именно этот метод положил начало современной томографии. Рентгеновская компьютерная томография — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения.

Функциона́льная магни́тно-резона́нсная томогра́фия, функциона́льная МРТ или фМРТ — разновидность магнитно-резонансной томографии, которая проводится с целью измерения гемодинамических реакций (изменений в токе крови), вызванных нейронной активностью головного илиспинного мозга. фМРТ позволяет определить активацию определенной области головного мозга во время нормального его функционирования под влиянием различных физических факторов (например, движение тела) и при различных патологических состояниях. На сегодняшний день это один из самых активно развивающихся видовнейровизуализации. С начала 1990-х годов функциональная МРТ стала доминировать в области визуализации процессов головного мозга из-за своей сравнительно низкой инвазивности, отсутствия воздействия радиации и относительно широкой доступности.

Позитро́нно-эмиссио́нная томогра́фия (позитронная эмиссионная томография, сокращ. ПЭТ), она же двухфотонная эмиссионная томография — радионуклидныйтомографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляциипозитронов с электронами. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием.Позитронно-эмиссионная томография — это развивающийся диагностический и исследовательский метод ядерной медицины. В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. Потенциал ПЭТ в значительной степени определяется арсеналом доступных меченых соединений — радиофармпрепаратов (РФП). Именно выбор подходящего РФП позволяет изучать с помощью ПЭТ такие разные процессы, как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессию генов и т. д. Использование РФП, относящихся к различным классам биологически активных соединений, делает ПЭТ достаточно универсальным инструментом современной медицины. Поэтому разработка новых РФП и эффективных методов синтеза уже зарекомендовавших себя препаратов в настоящее время становится ключевым этапом в развитии метода ПЭТ.