뇌자도 – MEG; Magnetoencephalography

어떤 도체에 전류가 흐르면 당연히 자기장도 생깁니다. 이를 뇌에 대입해 보면, 축삭에 전기 신호가 흐르면 자기장 역시 생긴다는 말이지요. 이 자기장은 수 fT(펨토 테슬라) 정도로 매우 작습니다. 이런 작은 신호를 잡을 수 있는 장치인 ‘초전도 양자 간섭 장치’, 일명 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device)는 지구 자기장의 1/1,000,000,000정도 되는 자기장을 감지할 수 있습니다.

뇌자도(magnetoencephalography)는 여러 SQUID 에 추가된 신경자기력계(neuromagnetometer)로 볼 수 있습니다. 신경자기력계들이 컴퓨터에 연결되어 있어서 그 결과를 계산해서 특정 신호가 뇌의 어느 부분에서 나오는가를 파악할 수 있습니다. 보통 MEG촬영을 할 때 약 300개 정도의 SQUID가 사용됩니다. MEG는 발작(seizure)을 일으키는 신호를 내는 뇌의 부위가 어느 부위인지 알아내서 제거하는 등 의료를 목적으로 사용할 수 있고, 따로 연구를 목적으로 사용할 수 도 있습니다.

SQUID

MEG의 장점은 뛰어난 시간 해상도(temporal resolution)입니다. fMRI는 뛰어난 공간 해상도(spatial resolution)를 자랑하지만 시간 해상도는 상대적으로 낮습니다. 그 말은, 공간 해상도가 높아서 뇌의 인접한 지역마다 보이는 신호의 차이를 분간할 수는 있지만, 시간 해상도는 낮아서 빠르게 변화하는 신호는 잡지 못한다는 뜻입니다. MEG에 의해 만들어지는 이미지는 fMRI에 의해 만들어지는 이미지보다 공간적으로는 조악하지만, 빠르게 실시간으로  변하는 신호를 잡을 수 있다는 장점이 있습니다.

EEG와 비교해서도 장점이 있는데요, 자기장은 전기장에 비해 두피와 두개골을 통과하면서 덜 왜곡됩니다. 그래서 EEG보다는 높은 공간 해상도를 보입니다. 하지만 단점도 있습니다. EEG가 구형 도체에서 전류의 근원의 접선상 요소(tangential component)와 방사상 요소(radial component)를 전부 감지할 수 있는 반면 MEG는 접선상 요소만을 감지할 수 있습니다. 그러므로, EEG는 더 넓은 뇌 영역에 대해서 감지할 수 있고, MEG는 특정 지역을 더 정확하게 감지할 수 있는 것입니다. 그리고 EEG는 시냅스 후 전위에 의한 세포외 전류(extracellular volume current)에 민감한 반면, MEG는 세포 내 전류(intracellular current)에 더 민감합니다.

광고