Neurologické zobrazování mozku

  • neinvazivní nebo převážně neinvazivní
  • dříve se zkoumalo jen na mrtvých mozcích
  • nerozlišují se excitační a inhibiční podněty
  • metody zkoumající vztahy mezi strukturou mozku a jeho funkcí
  • určují aktivaci mozkových oblastí při provádění úkolu nebo vnímání podnětu
  • typ zadání – experimentální zadání se porovnává s neutrálním zadáním (důležité je správné vymezení)
  • povaha úkolu – sledované úkoly by tedy měly zdůrazňovat kognitivní aspekt (uvědomované procesy)


Elektroencefalografie (EEG)

  • zkoumá mozkové vlny na základě elektrické činnosti mozku
  • pomocí elektrod snímá elektropotenciály mozku
  • zaznamenává okamžitou reakci na podněty (dobré časové rozlišení), prostorové rozlišení je horší


Magnetoencefalografie (EMG)

  • magnetická pole, která vznikají jako důsledek elektrické aktivity mozku


Počítačová tomografie (CT)

  • svazek rentgenových paprsků je namířen skrz lebku v různých úhlech
  • senzory rentgenu na druhé straně snímají, kolik radioaktivního záření různé tkáně pohltily
  • → měří ztráty signálu v závislosti na tom, jakou tkání paprsky procházejí, pak se vytvářejí příčné řezy


Metoda vjemově vázaných potenciálů (ERP)

  • (evoked responses, event-related potentials)
  • měří (pasivní) elektrofyziologické reakce nervového systému na podněty (funkčnost nervových drah)
  • do jednoho ucha opakovaný impuls (10 Hz), do druhého ucha maskovací šum s nižší intenzitou
  • elektrody snímají potenciály ve sluchové kůže, ve sluchovém mozkovém kmeni a osmém hlavovém nervu
  • různé potenciály pro začátek vjemu, jeho periodické složky (f0), náhlé změny apod.


Pozitronová emisní tomografie (PET)

  • zkoumá metabolismus určitých látek v mozku
  • mozek je náročný na metabolismus (v klidu spotřebovává 20% krve)
  • PET zobrazuje mozek pomocí sledování radioaktivně modifikovaných molekul v krvi
  • bombardováním daného atomu (většinou O) v cyklotronu se získají nestabilní radioaktivní izotopy
  • izotopy se „pověsí“ na glukózu, jejíž metabolismus pak v mozku sledujeme
  • radioaktivní izotopy se rozpadnou (poločas rozpadu) na stabilnější formy
  • → jeden z protonů se rozpadne na neutron a vyzáří / emituje pozitron a neutrino (neutrino je zanedbatelné)
  • pozitron je „anti-elektron“ (pozitivní náboj), nakonec dojde ke vzájemnému zničení s elektronem
  • všechna hmota se převede na záření ve formě dvou fotonů, které kamera PET sleduje
  • následně se zjistí místo, kde se pozitron střetnul s elektronem a kde se jádro nacházelo v době rozpadu


Fukční magnetická rezonance (fMRI)

  • mozek je tvořen zejména vodou, každý atom vodíku funguje jako magnet
  • pokud magnety umístíme do silného magnetického pole, zarovnají se podle něj
  • impuls vysokofrekvenční energie atomy na chvíli „vyruší“ z jejich nastavení
  • vodíková jádra se a) zarovnají podle nového magnetického pole, b) budou rotovat ve fázi
  • pak se vracejí do původního stavu → T1 (zarovnání podle původního pole) a T2 (fáze rotace)
  • přenos signálu mezi neurony vyžaduje v daném místě energii → hemodynamická reakce (lokální potřeba okysličené krve)
  • hemoglobin a deoxyhemoglobin mají odlišné magnetické vlastnosti (T2)
  • BOLD signál (Blood-Oxygen Level Dependent signal)
  • opět se odečítají oblasti mozku (voxely), které byly aktivovány při neutrálním zadání
  • problémy – pohyb vzduchu v dutinách při řeči, hlučnost scanneru → využívá se latenční doba hemodynamické rekace


Porovnání PET a fMRI

  • fMRI je rychlejší, zcela neinvazivní × PET vyžaduje injekci, zahrnuje stopové množství radioaktivity
  • fMRI může být provedena pouze radiologem × PET je dražší a personálně náročnější
  • signál u fMRI je slabší než u PET a někdy se žádný signál neukáže (dochází ke ztrátám)
  • fMRI má mnohem lepší prostorové rozlišení, je schopná zobrazit i struktury v mozkovém kmeni
  • obě fungují na základě měření průtoku krve v různých částech mozku
  • obě lepší než CT


NIRS (near-infrared spectroscopy)

  • optická neinvazivní metoda zkoumající mozkovou kůru
  • založena na různém pohlcování světla


Reference

  • Janota, P. - Ptáček, M. (1997): Technika fonetické práce. Praha: Fonetický ústav FF UK.
  • Ladefoged, P. (2003): Phonetic data analysis. Oxford: Blackwell Publishing.
  • Ball, M. J. - Code, C. (1997): Instrumental clinical phonetics. London: Whurr Publishers.
  • Painter, C. (1979): An introduction to instrumental phonetics. Baltimore: University Park Press.
  • Borden, G. J. - Harris, K. S. (1984): Speech science primer. Baltimore: Williams & Wilkins. (6. kapitola)
  • Scott, S. K. - Wise, R. J. S. (2003): Functional imaging and language: A critical guide to methodology and analysis. Speech Communication, roč. 41, s. 7-21.


Zpět na rozcestník: Metody fonetické práce | Fonetika