Forskningsmetoder i biopsykologi

juli 12, 2019
Observering og optagelse hjerneaktivitet er en meget vigtig milepæl, der blev opnået, takket være de forskellige teknikker, som videnskabsfolk udviklede i det 20. århundrede.

Forskning i biopsykologi undersøger den menneskelige hjerne. Takket være denne, er det nu lettere at forstå, hvordan det mystiske organ i vores krop fungerer. Men, hvad indebærer denne forskning helt præcist?

Forskning i biopsykologi har udviklet sig over de sidste årtier. Selvom der er adskillige biopsykologiske forskningsmetoder, vil vi, i denne artikel, fokusere på dem, der studerer, hvad der sker i hjernen under visse betingelser. 

Forfattere, såsom Dewsbury (1991), definerer biopsykologi som “det videnskabelige studie af adfærdsbiologi”, et felt, der også kaldes psykobiologi. Der er dog andre forfattere, der foretrækker begrebet biopsykologi, fordi det “indikerer en biologisk tilgang til studiet af psykologi, mere end en psykologisk tilgang til studiet af biologi.

animation af hjernen

Biopsykologi: Stimulering af den menneskelige hjerne og visualiseringsmetoder

Observering og optagelse hjerneaktivitet er en meget vigtig milepæl, der blev opnået, takket være de forskellige teknikker, som videnskabsfolk udviklede i det 20. århundrede. Disse biopsykologiske forskningsmetoder er, uden tvivl, et gennembrud i studiet af vores mest besynderlige organ.

Kontrastradiografi

Denne teknik består af at indsprøjte en substans i kroppen, for at absorbere røntgenstråler. På den måde, kan forskere se kontrasten mellem kammeret og vævet rundt om det.

Cerebral angiografi er en form for kontrastradiografi. For at udføre det, bliver et konstrastmiddel sprøjtet ind i et kar i hjernen. Målet er at observere det cirkulatoriske system, mens man udfører en røntgenfotografering. Denne teknik er meget brugbar til at lokalisere skader på karrene og hjernetumorer.

Digitaliseret aksial tomografi scanning (CT-scanning)

Ved en CT-scanning, kan eksperter se hele hjernens struktur. Under scanningen, ligger patienten i midten af en stor cylinder. Mens patienten holdes stille, vil et røntgenrør og en receptor tage mange separate billeder. Dette sker, mens kilden og receptorer drejer rundt om patientens hoved.

Al denne information overføres til en computer, som gør det muligt for læger at udforske hjernen på et horisontalt plan. Som regel, gør de det på otte eller ni horisontale sektioner i hjernen. Når alle undersøgelserne kombineres, er det muligt at lave en tredimensional fremstilling af hjernen.

Kernemagnetisk resonans (NMR)

NMR faciliterer billeder i høj opløsning, takket være de forskellige bølger, som hydrogenatomer udsender, når de aktiveres af radiofrekvenser på et magnetisk felt. Det bidrager med en høj rumlig opløsning og skaber tredimensionale billeder.

Positron emissionstomografi (PET)

PET skaber billeder af hjerneaktiviteten i stedet for billeder af hjernens struktur. For at skabe billederne, skal forskere sprøjte radioaktivt fludeoxyglucose (FDG) i halspulsåren. Aktive neuroner optager straks FDG, hvilket ophobes, når neuronerne ikke omdanner det mere.

Dernæst, vil det langsomt nedbrydes. Det er således, man kan observere, hvilke neuroner, der er aktive, på et givent tidspunkt under forskellige aktiviteter.

Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI)

På den anden side, tilbyder MRI et billede af forøgelsen af mængden af ilt, der er til stede i blodet i hjernen. Derfor, måler en MRI succesfuldt hjernens aktivitet. Hvis vi sammenligner denne med en PET-scanning, har den faktisk fire fordele:

  • Læger er ikke nødt til at sprøjte noget ind i patienten.
  • Den bidrager både med funktionel og strukturel information.
  • Den tilbyder en bedre rumlig opløsning.
  • Den bidrager med tredimensionale billeder af hele hjernen.
kvinde til scanning

Magnetoencefalografi (MEG)

Det måler ændringerne i det magnetiske felt, som er lokaliseret på kraniets overflade. Disse ændringer opstår på grund af variationer i retningslinjerne for den neuronale aktivitet.

Transkraniel magnetisk stimulering (TMS)

Walsh og Rothwell (2000) påstår, at TMS “ændrer et område af cortex, hvilket skaber et magnetisk felt under den spole, der går over kraniet.” Basalt set, “slukker” TMS midlertidigt for en del af hjernen, for at studere adfærd og kognition under disse forhold.

Læsionsmetoder

Læsionsmetoder fokuserer på destruering af små områder i hjernen for at se, hvordan det påvirker adfærden.

  • Aspirationslæsion. Denne metode skaber en læsion i et blotlagt eller nemt tilgængeligt område i barkvævet. Lægerne fjerner vævet med en finpunkts krystalpipette.
  • Radiofrekvens læsion. Det udføres ved at skabe små, subkortikale læsioner. For at gøre dette, ledes en elektrode med højfrekvens-strøm gennem vævet af interesse. Størrelsen og formen på læsionen afhænger af tre faktorer:
    • Varigheden af proceduren.
    • Intensiteten af strømmen.
    • Konfigurationen af elektrodens punkt.
  • Skalpelsnit. Det består af at dele interesseområder i hjernen op i sektioner.
  • Afkølende læsion. Denne biopsykologiske forskningsmetode, selvom den inkluderes under læsionsmetoder, er faktisk midlertidig og reversibel. I stedet for at øgelægge væv, bliver et område nedkølet en smule over frysepunktet. Neuroner stopper med at udsende signaler, så det kolde hjerneområde forbliver blokeret. Ved dette, er forskere i stand til at se, hvad ændringer i adfærd forårsages af i disse områder. Når temperaturen vender tilbage til normalen, bliver hjernefunktionen genoprettet.

Elektrisk stimulering

En anden biopsykologisk forskningsmetode er elektrisk stimulering. Denne procedure består af elektrisk stimulering af nervesystemsstrukturen for at få data omkring dens funktioner. Som regel, bliver en bipolar elektrode brugt.

Denne stimulering “skyder” neuroner og ændrer deres adfærd. Generelt, tenderer det til at have den modsatte effekt af læsionsmetoder. Eksempelvis, hvis det er muligt drastisk at reducere antallet af søvntimer ved en læsion, så kan søvnadfærd blive uhensigtsmæssig og sværere at kontrollere med elektrisk stimulering.

Læsionsmetoder med elektrisk registrering

  • Intracellulær registrering. Denne teknik udføres ved at introducere en mikroelektrode i den indre del af en neuron. Det registrerer udsving i membranpotentialet.
  • Ekstracellulær enhedsregistrering. En mikroelektrode placeres i den ekstracellulære væske, der omgiver neuronen. Det bidrager ikke med information om membranpotentialet.
  • Multi-enheds registrering. I dette tilfælde, er elektrodepunktet større end ved en mikroelektrode, så det fanger signaler fra mange neuroner på samme tid. De opdagede potentialer går herved i et kredsløb, der integrerer dem.
  • Invasiv EEG-monitorering. Elektroderne af rustfrit stål føres ind i kraniet. For subkortikale signaler, er de brugte elektroder lavet af kabel, og de implanteres gennem stereotaktisk kirurgi.

“Antropologi, biologi, fysiologi og psykologi har akkumuleret bjerge af materiale før menneskeheden i deres helhed afgrænsede opgaven af perfektion og udvikling af krop og sjæl.”

-Leon Trotsky-

forskning i biopsykologi

Forskningsmetoder i biopsykologi: En lang vej endnu

I denne artikel, har vi talt om de vigtigste biopsykologiske forskningsmetoder. Det er dog også værd at nævne, at der er andre biopsykologiske forskningsmetoder, der studerer andre områder i kroppen, såsom målinger af muskelspændinger, registrering af øjenbevægelser, ledningsevne i huden eller kardiovaskulær aktivitet.

Uden tvivl, har gennembrudet i dette felt været spektakulært, men ikke endegyldigt. Måske, om nogle få år, vil videnskabsfolk finde frem til nye teknikker, der vil bidrage til udviklingen af neurovidenskaben. Dette vil hjælpe med at forbedre livskvaliteten hos mange folk, der er påvirket at neuronale ændringer.