MEG is een methode die gebruikt wordt om het magnetisch veld van de hersenen te meten. De basis voor EEG is een dipool die verschijnt wanneer een groep neuronen actief wordt. Bij deze dipool verschijnt een magnetisch veld (een dipool is immers niet veel meer dan een elektrische stroom). Dit magnetisch veld wordt gemeten met MEG.
De sterkte van een magnetisch veld hangt af van de sterkte van de stroom waaromheen het veld loopt. Een voordeel van magnetische velden meten is dat deze signalen niet verstoord worden door andere hersenstructuren. Deze structuren hebben allemaal een magnetische doorlaatbaarheid (permeability) van praktisch nul, dus alsof het een lege ruimte zonder obstakels is.
De enige stromen in de hersenen die een magnetisch veld veroorzaken dat om het hoofd gemeten kan worden zijn de post-synaptische potentialen. Dit komt omdat de actie-potentiaal zo kort is dat de verschillende magnetische velden die hierbij ontstaan niet synchroon zijn, en dus niet bij elkaar opgeteld kunnen worden, en elkaar in sommige gevallen zelfs uitwissen.
Magnetische velden verschijnen op de schedel als ronde velden met een magnetische waarde. Deze signalen kunnen hier opgepikt worden door magnetometers. Dit zijn een speciaal soort sensoren die parallel aan de schedel geplaatst worden. Zo’n magnetometer moet je zien als een rondje, het magnetisch veld kan dan zo’n rondje binnenkomen. Wanneer dit gebeurt wordt er een inductieve stroom opgewekt in de magnetometer. De sterkte van deze stroom wordt bepaald door de sterkte van het magnetische veld, en op deze manier kan de sterkte van het magnetisch veld berekend worden. Wanneer er heel veel magnetometers naast elkaar zijn die signalen opvangen, kan een precies beeld gekregen worden van hoe de magnetische velden verspreid zijn over de schedel.
De magnetische velden die in de hersenen ontstaan zijn meer dan een miljoen keer zo klein als het magnetisch veld van de aarde. Het is daarom ook heel moeilijk om deze signalen op te vangen. De magnetometers moeten heel erg weinig weerstand hebben om de signalen op te kunnen vangen, ze moeten dus super-conductive (heel erg geleidend) zijn. De weerstand van de magnetometers kan verkleind worden door ze kouder te maken, zodat de temperatuur richting nul graden Kelvin gaat (-273º Celcius). Dit kan bereikt worden door de magnetometers te stoppen in een heel goed geïsoleerde omgeving, die de dewar wordt genoemd. De dewar is gevuld met vloeibaar helium, wat een temperatuur heeft van vier graden Kelvin.
Omdat de magnetische velden in de hersenen zo klein zijn, zijn de inductiestromen in de magnetometer ook heel erg klein. Deze signalen moeten dus nog versterkt worden om ze te kunnen analyseren. Dit gebeurt door de SQUIDS (superconductive quantum interference devices).
De lijn van elke magnetische flux kan gesplitst worden in een horizontale en een verticale component. Alleen de verticale component heeft invloed op de inductiestroom die geproduceerd wordt in de magnetometer. Er zijn dus twee punten waar een magnetisch veld veel stroom opwekt in de magnetometer, en dat is op de punten waar het veld loodrecht op de schedel staat. Waar de velden parallel aan de schedel naar buiten komen, wordt geen signaal opgevangen.
Dit leidt ertoe dat het signaal niet het grootst is op de plek recht boven de oorsprong van het magnetisch veld. Het signaal wordt beter opgevangen op plekken om de bron heen. Echter, omdat dit verder van de bron af is, is het signaal wel zwakker. We zeggen dan dat het signaal een bipolar distribution heeft (er zijn twee punten waarop het signaal het grootste is). We noemen deze punten het maximum extrema (waar de golf het hoofd uitkomt) en minimum extrema (waar de golf het hoofd terug in gaat). Het magnetisch veld heeft immers altijd een richting. De richting van het magnetisch veld is makkelijk te bepalen met de rechterduim regel. Wanneer je de duim van je rechterhand in de richting van de elektrische stroom houdt, dan vormt de krul van je andere vingers de richting van het magnetisch veld.
Auteur: Myrthe Princen
