Methoden zoals EEG en MEG meten direct neurale gebeurtenissen, en zijn dus een reflectie van activiteit in de hersenen. Bij fMRI en PET is dit niet het geval, deze methoden meten veranderingen die gecorreleerd zijn aan de activiteit in de hersenen. Hierbij moet gedacht worden aan chemische veranderingen, en veranderingen in bloedsomloop. Deze eigenschappen van de hersenen worden metabolistische veranderingen genoemd.

Neuronen gebruiken energie en zuurstof. Zuurstof en glucose (waaruit energie wordt gehaald) komen via het bloed in de hersenen. Wanneer een hersengebied actiever wordt, dan heeft het meer energie en zuurstof nodig, en zal de bloedstroom naar dit gebied toenemen.

Met PET worden deze veranderingen in de bloedstroom naar de hersenen gemeten. Dit gebeurt door het toevoegen van een tracer aan het bloed. Een tracer is een stofje dat in de hersenen gevolgd kan worden. In het geval van PET gaat het om een radioactief isotoop, wat betekent dat het een instabiel stofje is. Hierdoor valt het stofje uit elkaar en komt er een positron vrij. Een positron is een klein deeltje, wat te zien is als het tegenovergestelde van een elektron. Een positron en elektron hebben een omgekeerde lading, waardoor ze tot elkaar aangetrokken worden.

Elektronen bevinden zich al in het bloed, en de positronen komen dus vrij doordat de tracer uit elkaar valt. Wanneer een elektron botst met een positron (ze zijn immers tot elkaar aangetrokken) dan ontstaan er twee fotonen, die allebei in tegengestelde richting bewegen. Fotonen zijn lichtdeeltjes, en kunnen dus gedetecteerd worden met een speciale ‘gamma ray detector’. Met behulp van deze detector kan worden vastgesteld waar de twee fotonen vandaan komen (waar het positron en elektron op elkaar zijn gebotst).

Door de botsingen in kaart te brengen op een afbeelding is makkelijk te zien waar de meeste botsingen hebben plaatsgevonden. Het bloed met de tracer is gegaan naar die plek, en er kan worden geconcludeerd dat dit hersengebied actief is geweest.

Een probleem met PET is natuurlijk dat het bloed met de tracer niet alleen naar de bovengenoemde locatie gaat, maar in principe naar elk lichaamsdeel en elk hersengebied. Er moet dus eigenlijk een vergelijking gemaakt worden tussen het aantal botsingen in een rusttoestand, en het aantal botsingen tijdens het uitvoeren van een cognitieve taak. Deze vergelijking vind plaats door een methode die substractie wordt genoemd. Hierbij worden de resultaten in de controleconditie afgetrokken van de resultaten tijdens de cognitieve taak. Wat overblijft zijn de punten waarop meer activiteit was tijdens de taak dan tijdens rust. Er kan dan geconcludeerd worden dat deze punten ook echt meer actief waren vanwege de taak.

Het grootste nadeel van PET is de radioactieve stof die gebruikt wordt als tracer. Een proefpersoon mag slechts een beperkt aantal keren blootgesteld worden aan deze tracer, aangezien het gaat om een gevaarlijke stof. Om ruis te verminderen moet er dus gemiddeld worden over meerdere proefpersonen. Omdat alle mensen net iets andere hersenen hebben, is het moeilijk om dit gemiddelde te maken.

Auteur: Myrthe Princen

Afbeelding: Marcel Loeffen