Technika funkcjonalnego obrazowania MR w przypadku mózgu pozwala na ścisłe określenie obszarów aktywności neuronalnej dla poszczególnych czynności

Technika funkcjonalnego obrazowania MR w przypadku mózgu pozwala na ścisłe określenie obszarów aktywności neuronalnej dla poszczególnych czynności. Jako podstawę przyjęto zasadę sformułowaną już w 1890 r. przez brytyjskich fizjologów Charlesa Roya i Charlesa Sherringtona, określającą, że lokalna intensywność przepływu krwi ma ścisły związek z aktywnością mózgu. Wykorzystano także odkrytą w 1935 r. przez Linusa Paulinga zależność, że stopień utlenowania krwi ma wpływ na jej własności magnetyczne. Dodatkowo oparto się także na badaniach, które wykazały że wzrostowi intensywności przepływu krwi w obszarach aktywnych mózgu (zwykle o 20-40%) nie towarzyszy proporcjonalne zużycie tlenu. W takiej sytuacji, podczas zwiększonego dopływu krwi do regionów mózgu o zwiększonej aktywności neuronalnej wzrasta poziom tlenu. Ponieważ oxyhemoglobina jest diamagnetyczna, a deoxyhemoglobina paramagnetyczna, hemoglobina w zależności od utlenowania, staje się naturalnym środkiem kontrastowym, powodując lokalne zmiany jednorodności pola magnetycznego uwidaczniane jako zmiany natężenia sygnału w obrazach T2* zależnych (wykorzystuje się przede wszystkim sekwencje EPI). Wzrost natężenia sygnału nie jest duży (dla skanerów 1,5T wynosi 2-5%), ale wystarczający aby obrazować aktywny region mózgu, Technikę nie wymagającą podawania środków cieniujących nazwano BOLD (blood oxygenation level dependent).

Badania prowadzone są z użyciem techniki BOLD, podczas których badana osoba wykonuje określone zadanie. W czasie trwania badania dokonuje się identyfikacji aktywności mózgowej i jej zapisu. Każde badanie zawsze składa się z dwóch elementów - jeden zwany warunkiem kontrolnym, kiedy pacjent znajduje się w stanie spoczynku i drugi zwany warunkiem eksperymentalnym, kiedy na pacjenta oddziałuje się określonym bodźcem. Następnie odejmuje się od obrazu eksperymentalnego (uzyskany w czasie trwania warunku eksperymentalnego) obraz kontrolny (uzyskany w czasie trwania warunku kontrolnego) i w ten sposób otrzymuje się zapis aktywności mózgu skojarzony z interesującą nas czynnością składnikową ("metoda odejmowania").
W rezultacie przeprowadzonych procedur uzyskuje się obrazy stref aktywności neuronalnej zaznaczone jako kolorowe pola. Stopień aktywność różnicowany jest według następującego kodu - od aktywności najsłabszej (kolor niebieski) do najbardziej intensywnej (kolor czerwony).
Obrazowanie w technice fMRI wykorzystywane jest w badaniach podstawowych w neurofizjologii i neuropsychologii. W praktyce klinicznej najczęstszym zastosowaniem jest tzw. mapowanie przed zabiegami neurochirurgicznymi - pozwala to uwidocznić stosunek guza w obrębie mózgowia w stosunku do obszarów aktywności neuronalnej odpowiadających za określone funkcje.
W Zakładzie i Katedrze Radiologii badania fMRI mózgu prowadzone są od 1999.