Hình ảnh thần kinh là kết quả của các kỹ thuật nhằm hình ảnh hóa các cấu trúc, cũng như chức năng của những vùng não khác nhau.

Kỹ thuật hình ảnh thần kinh (Neuroimaging) cũng còn được gọi là kỹ thuật hình ảnh não (Brain Imaging). Có thể xem có hai loại hình ảnh thần kinh: hình ảnh về giải phẫu/cấu trúc và hình ảnh về chức năng của não. Các hình ảnh về cấu trúc cho phép đánh giá những bất thường về giải phẫu não. Ví dụ: các tổn thương não do những nguyên nhân khác nhau. Hình ảnh hóa các chức năng của não có phạm vi rộng hơn, từ những biểu hiện điện thế cho đến các hoạt động chuyển hóa trong não cũng như đặc điểm hoạt động của các nơron và các thụ thể của chúng.

Các phương pháp

Lịch sử hình ảnh thần kinh bắt đầu từ nhà khoa học thần kinh người Ý Angelo Mosso, người đã phát minh ra “cân bằng tuần hoàn” của con người, có thể đo lường sự phân phối lại máu một cách không can thiệp xâm lấn trong hoạt động cảm xúc và trí tuệ.

Năm 1918, bác sĩ giải phẫu thần kinh người Mỹ, Walter Dandy, đã giới thiệu kỹ thuật chụp bơm hơi não thất. Kỹ thuật được thực hiện như kỹ thuật chọc sống thắt lưng để hút dịch não tủy. Một lượng không khí lọc sạch được bơm vào ống sống. Khí sẽ theo ống sống lên đến các não thất. Hình ảnh não thất thể hiện trên phim X-quang giúp xác định BT trong cấu trúc của tổ chức này. Ví dụ, bằng kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu phát hiện thấy não thất của người bệnh tâm thần phân liệt dãn rộng hơn so với bình thường. Trong lâm sàng tâm thần, bơm khí não cũng đã từng được sử dụng như một kỹ thuật điều trị. Tại Việt Nam, một số cơ sở điều trị tâm thần cũng đã sử dụng liệu pháp này cho đến những năm 1980.

Điện não đồ (Electroencephalography). Năm 1920, Hans Berger, bác sĩ, nhà tâm thần học người Đức lần đầu tiên công bố ghi được sóng alpha và sóng beta ở não người. Từ Electroencephalogram (EEG) cũng do ông đặt ra. Có thể nói cho đến hiện nay, kỹ thuật ghi điện não là một trong những kỹ thuật cận lâm sàng được sử dụng phổ biến cả trong lâm sàng thần kinh và tâm thần.

Năm 1927, Egas Moniz giới thiệu phương pháp chụp mạch máu não, nhờ đó cả các mạch máu bình thường và bất thường trong và xung quanh não đều có thể được hình dung với độ chính xác cao (Ông cũng là người đưa ra phương pháp phẫu thuật tâm thần vào năm 1935 và năm 1949 ông được trao giải Nobel cho kỹ thuật này. Đây là giải Nobel y học gây nhiều tranh cãi nhất).

Chụp cắt lớp vi tính - căng thẳng (Computerized axial tomography) xuất hiện vào đầu những năm 1970 được xem như là sự khởi đầu của cuộc cách mạng các kỹ thuật ghi hình thần kinh hiện đại. Khách thể được nằm trên một chiếc bàn nhỏ và đưa vào bên trong máy căng thẳng scanner. Phần lồng máy bên trong sẽ quay tròn và chiếu tia X lên vùng cơ thể cần chụp từ các góc khác nhau. Các đầu dò kích thước nhỏ bên trong có nhiệm vụ đo đạc số lượng tia X xuyên qua bộ phần kiểm tra. Máy vi tính sẽ xử lý và cho ra kết quả hình ảnh hai hoặc ba chiều của vị trí cần chụp. So với phương pháp chụp X-quang thì phương pháp này cho hình ảnh rõ nét hơn.

Trong lâm sàng, thuốc cản quang có thể sử dụng để tăng độ nhạy trong việc phát hiện các bệnh lý, nhất là các trường hợp như: BT trong xương, vôi hóa, chảy máu cấp tính…

Chất cản quang tĩnh mạch có thể được sử dụng với căng thẳng để tăng độ nhạy của nó trong việc phát hiện bệnh lý. Chụp cắt lớp vi tính đặc biệt tốt trong việc phát hiện các BT trong xương, vôi hóa và chảy máu cấp tính.

Chụp cộng hưởng từ - MRI (xem mục từ Chụp cộng hưởng từ). Chụp cắt lớp phát xạ positron - PET (Positron Emission Tomography). Trong kỹ thuật này, các chất đánh dấu phóng xạ được đưa vào máu theo đường tiêm. Khi vào trong não, các chất đánh dấu phóng xạ phát ra hạt photon và có thể sử dụng máy quét để phát hiện hạt photon này. Các dữ liệu phát xạ được xử lý bằng máy tính để tạo ra hình ảnh hai chiều hoặc ba chiều về sự phân bố của các chất đánh dấu phóng xạ trong mạch máu não. Một trong những ưu điểm của PET là trên cơ sở sử dụng các loại chất đánh dấu khác nhau, kỹ thuật có thể cung cấp một bức tranh về lưu thông máu, chuyển hóa gluco và oxy trong các mô não đang trong trạng thái hoạt động.

Chụp PET cũng được sử dụng để chẩn đoán bệnh não. PET được đánh giá cao trong các trường hợp sớm của một số bệnh sa sút trí tuệ. Ví dụ điển hình là bệnh Alzheimer và bệnh Pick, nơi tổn thương ban đầu quá lan tỏa và tạo ra quá ít sự khác biệt về thể tích não và cấu trúc tổng thể có thể dễ dàng nhận biết được trên các hình ảnh của MRI hay của căng thẳng. Điều này dẫn đến khó khăn trong việc phân biệt với teo vỏ não “bình thường” xảy ra với quá trình lão hóa (ở nhiều người nhưng không phải tất cả) và không gây ra sa sút trí tuệ trên lâm sàng.

Một trong những hạn chế của PET là sự phân rã của chất đánh dấu phóng xạ diễn ra nhanh. Sau này sự phát triển của fMRI đã phần nào khắc phục hạn chế trên của PET.

Chụp cắt lớp đơn photon SPECT (Single photon emission tomography). Tương tự như PET, trong SPECT cũng sử dụng đồng vị phóng xạ phát tia gamma, từ những dữ liệu thu được, máy tính xử lý và tạo hình ảnh hai hoặc ba chiều của các vùng não hoạt động. Giống như PET, SPECT cũng có thể được sử dụng để phân biệt các loại quá trình bệnh lý khác nhau.

Từ não đồ - MEG (Magnetoencephalography) được nhà vật lý David Cohen của Đại học Illinois xây dựng và phát triển vào năm 1968. Đây là kỹ thuật đo từ trường được tạo ra bởi hoạt động điện của não thông qua các thiết bị cực nhạy như thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) hoặc từ kế xoay (SERF). MEG cung cấp phép đo rất trực tiếp hoạt động điện thần kinh (so với fMRI chẳng hạn). Ưu điểm của từ não đồ là chúng ít bị biến dạng bởi mô xung quanh (đặc biệt là hộp sọ và da đầu) so với điện trường được đo bằng điện não đồ.

MEG được xem như là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho các nhà phẫu thuật thần kinh trong việc xác định khu trú tổn thương cũng như đối với các nhà nghiên cứu khác, trong đó có cả các nhà tâm lý thần kinh nhằm tìm hiểu sâu chức năng của một bộ phẫn não hoặc đánh giá các phản hồi thần kinh. Trong mấy thập kỷ vừa qua, sự phát triển vượt bậc của công nghệ đã cung cấp thêm nhiều kỹ thuật, phương pháp hình ảnh hóa các cấu trúc cũng như chức năng của não. Tuy vậy những kỹ thuật này đem lại lợi ích nhiều hơn trong thực hành lâm sàng thần kinh. Trong lĩnh vực Tâm lý học, nhất là Tâm lý học thần kinh, việc ứng dụng các kỹ thuật hình ảnh hóa não mới chỉ chủ yếu dừng ở các nghiên cứu thực nghiệm.

Tài liệu tham khảo

1. Tôn Thất Thiệu Ân, Trần Tố Lan, Sổ tay chuyên khoa Thần kinh, Nxb. Y học, 2007, tr. 26 - 35.
2. Lê Quang Cường, Triệu chứng học thần kinh, Nxb. Y học, 2010, tr. 203 - 207.
3. Kazdin A.E. (Editor-in-Chie), Encyclopedia of Psychology 8 volume set, APA, Oxford University Press, Vol. 1, 2000, pp. 457 - 458.
4. Kolb B. and Whishaw I.Q., Fundamentals of Human Neuropsychology, 5th Ed., Worth Publisher, 2003, pp. 175 - 192.
5. Craighead W.E., Nemeroff C.B., The Concise CorsiniEncyclopedia of Psychology and Behavioral Sciences, 3rd Ed., John Wiley & Sons, Inc, 2004, pp. 611 - 612.
6. Henson R., What can functional neuroimaging tell the experimental psychologist?, The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 58A (2), 2005, pp. 193 - 233.
7. Llewellyn D., Alison Hodrien A., Llewellyn V., Neuroimaging in psychology: the portrayal of key radiological techniques in contemporary texts, Psychology Learning and Teaching, 7 (1), 2008, pp. 46 - 51.
8. Kreutzer J.S., DeLuca J., Caplan B., Encyclopedia of Clinical Neuropsychology, Springer, 2011, pp. 1.749 - 1.752.