La luce per capire come funziona il nostro  cervello

La Spettroscopia del Vicino-Infrarosso (NIRS: Near Infra-red Spectroscopy) utilizza una particolare lunghezza d’onda per andare a verificare l’andamento vascolare e l’ossigenazione delle aree cerebrali. 

È una tecnica di rilevazione che viene definita di Neuroimmagine (insieme alla TAC, MRI ecc.) in quanto è in grado di misurare il metabolismo cerebrale con lo scopo di esplorare la relazione tra l’attività di determinate aree cerebrali e le specifiche funzioni cerebrali. Essendo una tecnica di Neuroimmagine, ciò che si ottiene è una rappresentazione visiva di ciò che viene indagato. 

Per indagare le aree cerebrali in modo non invasivo e indolore sfrutta l’afflusso emodinamico cerebrale locale ovvero la quantità di ossigeno presente nel sangue che affluisce nelle aree cerebrali che vogliamo osservare. Per ottenere questa misurazione, viene sostanzialmente sfruttata la capacità che l’emoglobina ha di assorbire questo specifico tipo di luce NIR. 

Facciamo un esempio: Se davanti a me viene posto uno schermo con due numeri al cui centro c’è un segno matematico (2 + 2) nel mio cervello si innescherà un meccanismo a cascata: 

1. Inizierà un aumento dell’attività sinaptica

2. Questa attività sinaptica metterà in moto il mio cervello aumentando il consumo di energia

3. Per affrontare questo consumo di energia, i capillari cerebrali si dilateranno

4. La dilatazione determinerà un aumento del flusso ematico cerebrale in aree specifiche del mio cervello

Ciò che osserverò saranno le variazioni nella quantità di ossigeno che una determinata area riceva per svolgere un compito. 

Come possiamo fare tutto ciò?

Per irradiare il tessuto biologico cerebrale, viene utilizzata una cuffia molto simile a quella dell’elettroencefalogramma; Sulla cuffia sono presenti dei piccoli fori in cui vengono inserite le sorgenti luminose che si differenziano in INIETTORI (sorgenti che immettono luce NIR) e DETETTORI (che rilevano la luce che è stata immessa dopo che essa ha attraverso il tessuto cerebrale). 

Come viene utilizzata?

1. Il primo modo classico, è di osservare semplicemente come si comportano le nostre aree cerebrali senza che venga posta attenzione su uno specifico compito definita NIRS strutturale.

2. Un secondo modo è di osservare come si comportano le aree cerebrali a seguito di uno stimolo sia fisico che emotivo definita NIRS funzionale o fNIRS.