Så er vi kommet til den siste delen i denne forelesning serien, og da skal vi snakke om hvordan man måle hjernestruktur og hjerneaktivitet
det vil si hvilke vitenskapelige apparater og instrumenter
man kan bruke for å måle dette. Jeg vil si at dette ikke er veldig viktig i
forhold til å forstå det biologiske perspektivet på læring, men det kan være greit å forstå litt om hvilke metoder
som man kan bruke og, hvordan forske på hjernen ved å bruke disse metodene
Man kan bruke flere metoder enn det jeg kommer til å presentere, men jeg skal presentere
metoder som der man kan måle hjernens størrelse/form, men også hjernens aktivitet
veldig effektive måter og de mest vanlige måtene. Som sagt er ikke dette veldig viktig å kjenne til i detalj
men det greit å få en en viss oversikt over hva som er mulig.
Først tar vi en oversikt, så jeg skal gå igjennom de mest populære og de mest brukte teknikkene for noe for å måle hjernen
vi skiller mellom strukturelle og funksjonelle teknikker, og strukturelle teknikker som MRI og CT-scanning
Som der kanskje hørt om, er teknikker som kun kan måle strukturen til hjernen
slik som dere ser i det øverste bildet her. Da har vi ikke noe måling av nerveaktivitet eller fyring
eller noe som helst, vi kun ser på strukturen, så det er derfor det kalles
Strukturelle teknikker. MRI og CT kan vi bruke til dette.
Vi skal gå igjennom litt senere hva som er forskjellene på disse to teknikkene
de er ganske like, men vi skal se på det. Vi har også funksjonelle teknikker, og de kan måle hjerneaktivitet
og det er stor forskjell på hvor nøyaktig de forskjellige teknikkene kan gjøre dette
Vi skal gå igjennom det også. De funksjonelle teknikkene, vi kan dele de inn i
elektrofysiologiske teknikker, som vil si de teknikkene som måler direkte den elektriske
aktiviteten til hjernen. Og der har vi EEG, som består av at man plasserer elektroder utenpå hodeskallen til personer
Og måler da elektrisiteten som strømmer gjennom hodeskallen.
Det er ikke mye strøm som strømmer gjennom der, men det er litt som vi kan måle med EEG.
Vi har også noe som heter MEG som er magnet istedenfor elektrisk.
Ellers er de to ganske like teknikker
Når nevroner fyrer så danner de også magnetiske felter i tillegg til elektriske felter, og man kan bruke det også til å måle aktiviteten.
også har vi en ganske ekstrem teknikk som er hjerneelektroder, som er å plassere elektroder direkte på hjernen.
alle disse teknikkene kan vi bruke til å måle aktivitet i hjernen
Men hjerneelektroder, det brukes vanligvis ikke i normal forskning for da må man operere opp skallen til noen
Det finnes også noen teknikker som ikke baserer seg på elektrisk aktivitet i hjernen
De baserer seg på blodgjennomstrømning, fordi når de forskjellige områder av hjernen utfører oppgaver
så trenger de mer eller mindre blod, og dette kan faktisk du reguleres ganske kjapt hvis
et område i hjernen trenger mye aktivitet, for eksempel språksenteret når man skal prate
Så sendes det mer blod til det senteret, og det kun i løpet av bare noen få sekunder, så ordner blodsystemet det
at det senteret får mer blod. Hvis man bruker funksjonell MRI (fMRI), i motsetning til MRI
på strukturelle teknikker, så kan det faktisk måle oksygenkonsentrasjonen samt innholdet på hjernen
og en kan se hvilke områder som har fått mer blod, og dermed kan man se hvilke områder som er blitt mer aktivert
men det er en ganske treg teknikk siden den baserer seg på over sekunders tidsrom
Så det er ikke like raskt som elektriske målinger
Som direkte måler nerveaktivitet. Vi har også det som kalles PET-scanning.
Da må man injisere radioaktivt stoff i blod, og så strømmer det gjennom hjernen, og så kan man ta bilder ved å måle den radioaktive strålingen
Det vil ikke være farlig for mennesker, men apparater kan måle opp det og man kan studere hjernen og se
for eksempel blodomløpet og hvor hjernen er aktivert. Jeg kan ikke så veldig mye om den teknikken
men man kan i hvert fall måle aktivering av hjernen med PET scanning. Her ser vi en oversikt over forskjellige
Tid og rom oppløsning på disse forskjellige teknikkene, og vi har delt opp i strukturelle
og funksjonelle metoder
på aksen som går mot høyre ser vi hvor nøyaktig i forhold til tid disse teknikkene er, og da ser vi at de aller beste som kan måle ned på millisekund
som er det området nerveceller fyrer på, det kan man måle med EEG og MEG
Som er hjerne-elektroder. De kan finne ut nøyaktig når en nervecelle fyrte fordi de responderer på den elektriske
aktiviteten i løpet av noen millisekunder, mens fMRI og PET
har en forsinkelse på et par sekunder til minutter, derfor er det dumt med disse teknikkene.
Hvis vi ser på de strukturelle teknikkene, de har selvfølgelig ikke
noe mulighet å måle elektrisk aktivitet
Så de hører ikke til på denne aksen egentlig. Hvis vi ser på romlig oppløsning, så ser vi at hjerneelektroder
det er de beste, disse kan måle enkeltnevroner og finne ut om de fyrer eller ikke.
Alle de andre teknikkene, de kan egentlig ikke finne ut om enkeltnevroner fyrte, men bare om større
områder ble aktiverte eller ikke. Og der er EEG dessverre den som er dobbel eksponert
den er ikke veldig egnet til å finne ut om hvilke områder i hjernen som fyrte. Da er det bedre å bruke fMRI
Her har dere to bilder av de to strukturelle teknikkene. CT som står for computertomografi
Som baserer seg på en type røntgenstråler, og vi ser et bilde av hvordan resultatet blir av en sånn scanning
Og vi har MRI som står for Magnetic Resonance Imaging
Og vi ser resultatet av det, så det er ganske like egenskaper men det er litt forskjeller i hvor god kontrast
du får på forskjellige typer vev, for eksempel blod, og grå og hvit masse osv.
forskjellige ting egner seg til forskjellige typer spørsmål. Her har vi en oversikt over de tre funksjonelle elektrofysiologiske teknikkene
Ved disse får man resultater som dere ser oppe til venstre, man får en måling over elektrisk
aktivitet av nevroner, så man kan bruke dette til å se hvordan hjernen reagerer
på forskjellige stimuli. Oppe til høyre ser dere at man har laget et kart over hvilke
områder i hjernen som er aktivert, og det kan man få ut av alle disse teknikkene, men det er
ganske dårlig
oppløsning på hvor nøyaktig det kartet er, spesielt for EEG og MEG. Mens for hjerneelektroder så kan du
få ganske nøyaktig oppløsning. Problemet med hjerneelektroder er at du må operere inn disse
og i praksis skjer dette kun ved operasjoner for eksempel epilepsi
operasjoner der dette gjøres uansett, for å finne ut hvor epilepsi oppstår under et anfall Og da kan man
legge inn sånne også kan man finne ut hvor problemområdet i hjernen er, og så kan man operere ut det
og forhåpentligvis kvitte seg med epilepsianfallene. Men da kan man i disse få tilfellene også bruke
dataen på forskning i noen tilfeller. Så skal vi til slutt se på de funksjonelle teknikkene som bruker
Blodgjennomstrømning som prinsipp.
Her kan man lage slike kart over hjernen, men de blir litt mer nøyaktig da
Men problemet er tidsoppløsningen, det er ikke veldig bra, og oppløsningen er ikke mer enn ca. 1 cm heller
og det er på de beste maskinene med fMRI og PET. Og det er ganske bra til å finne ut hvor man har aktivert dette området i hjernen
men man kan ikke stille spørsmål i forhold til enkeltnevroner
Og synapsedanning på enkeltnevroner og så videre. Men det er et utrolig bra og nyttig verktøy
Alle disse teknikkene jeg har presentert nå har blitt brukt i forskning å finne ut av mange av de tingene som
vi har gått igjennom i denne forelesningen, for eksempel dette med endringer i utvikling
hvordan hjernen vokser og forskjellige områder
Så har man brukt disse teknikkene for å finne ut av dette
Noe av det mest verdifulle jeg kanskje disseksjon av mennesker som
har dødd i forskjellige alder, så kan man faktisk gå inn også se på hjernen, hvordan den ser ut i forskjellige stadier
men det er mange eksperimenter man kan kun gjøre med levende mennesker
får de til å oppleve stimuli slik at man kan se hvor aktivering skjer i hjernen for eksempel.
Til slutt skal jeg gå kort gjennom EEG, og det står for elektroencefalografi, altså elektrisk hode måling
Man måler den elektriske aktiviteten på hodet, og setter på slike elektroder på skallen, og siden man har masse nevroner
I hjernebarken som fyrer, så kan man faktisk måle de svakere signalene hvis man bruker en forsterker og
man kan se hvor det er aktiviteten. Og så kort om fMRI. En ting dere kan huske på her er at når dere ser slike
bilder sånn som dere ser til høyre her, så ser dere et kart over
hvor det var aktivering hjernen, så leser man gjerne at ved "sånn og sånn stimuli"
Så aktiveres Visual Cortex, som det ser ut som blir aktivert her, men det man må huske på er at i sånne typer eksperimenter
er det ikke total aktivering man ser et bilde her, men man ser forskjellen på stimuleringspersonen og
kontrollpersonen, for eksempel kontrollpersonen sitter og ser på ingenting
Og man måler aktiviteten, men stimulerings personen sitter og ser på masse stimulerende bilder
kanskje hen ser på en film, eller spiller et spill eller noe med masse bilder og så måler man forskjellen på disse to tilstandene.
Og da ser man at det er litt mer aktivering i Visual Cortex i mellom disse personene
og man presenterer dette aktiverings kartet, så det er viktig å huske på at hjernen den aktiveres
stort sett over alt ved alle typer oppgaver, men når man er interessert i å finne ut hvor ting aktiveres
Øker vi aktivering eller senker vi aktivering, så må man alltid ha kontroll
Og det er en sånn sammenligning man ser på ved sånne type bilder som dette.
Det var da siste slide for denne
Forelesnings-serien, og da vil jeg bare takke veldig mye for oppmerksomheten, og jeg håper du synes dette
var like spennende som jeg synes det er, og jeg håper at du kommer til å huske på dette perspektivet
når du etterhvert blir spesialpedagog og selvfølgelig forhåpentligvis at du får nytte for dette perspektivet fremover.
Men kanskje du ikke synes dette gav så mye mening, og vil heller fokusere på noen av de
andre perspektivene, det er selvfølgelig OK, men det er i hvert fall greit å vite hva det biologiske
perspektivet tenker på og fokuserer på, og hvordan vi jobber og tenker omkring læring og utvikling, så takk for oppmerksomheten!