Метод SPECT относится к области медицины, именуемой ядерной медициной. Ядерная (слово «ядерная» в данном случае используется применительно к ядрам в атомах нестабильного или радиоактивного вещества) медицина использует вещества-индикаторы, в состав которых входят радиоактивные материалы (радиофармацевтика). При распаде нестабильного атома выделяется гамма-излучение, в котором каждый гамма-луч играет роль светового маяка. Ученые могут увидеть эти гамма-лучи при помощи пленки или особых кристаллов и зафиксировать число «маячков» в каждом участке мозга. Эти нестабильные атомы, в сущности, представляют собой «маркеры», позволяющие отследить, в каких клетках активность наиболее высока, а кровоток наиболее интенсивен, и клетки с самым низким уровнем активности, равно как и области с самым слабым кровоснабжением. Методика SPECT позволяет определить, какие области мозга активизируются, когда мы пытаемся сосредоточиться, смеемся, поем, плачем, смотрим, представляем себе что-то или выполняем другие функции.
Исследования методами ядерной медицины оценивают физиологические функции организма. Их можно использовать для диагностики целого ряда заболеваний и нарушений: сердечно-сосудистые заболевания, определенные виды инфекций, распространение рака, а также заболевания костей и щитовидной железы. Сам я специализируюсь в той области ядерной медицины, которая изучает мозг методом SPECT, чтобы диагностировать травмы головы, деменцию, атипичные или неподдающиеся лечению нарушения настроения, инсульты, судорожный синдром, воздействие алкоголя на работу мозга и атипичное или агрессивное поведение.
В конце 1970 — начале 1980-х годов вместо SPECT во многих случаях стали назначать сложную компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию (МРТ). Эффективность этих методов значительно превышает SPECT в том, что касается выявления опухолей, кист и тромбов. Дошло до того, что от методики SPECT едва ли не отказались полностью. Тем не менее, несмотря на хорошую четкость, изображения, полученные в результате компьютерного сканирования или МРТ, дают статичную картинку мозга и его структуры. Они практически не дают представления об активности работающего мозга. Это все равно что изучать детали автомобильного двигателя, не запуская сам двигатель. Однако в последние десять лет к медикам приходит понимание, что многие неврологические и психиатрические нарушения обусловлены не анатомическими повреждениями мозга, а его функциональными нарушениями.
Более широкому применению метода SPECT способствовал и технический прогресс. Изначально камеры, использовавшиеся в этом исследовании, имели одну головку, поэтому весь процесс сканирования мозга занимал больше времени — до одного часа. Пациентам было трудно лежать так долго без движения, изображения получались размытыми, и читать их было трудно. Кстати, по этой причине ядерную медицину стали в шутку называть «грязной» медициной. Такие снимки содержали не много информации о работе глубинных участков мозга. Затем появились камеры с несколькими головками, которые позволяли получать значительно более резкие и четкие изображения мозга за более короткое время. С другой стороны, новые разработки в области компьютерных технологий позволили усовершенствовать получение данных от систем с несколькими головками. Сегодня системы с высоким разрешением SPECT позволяют заглядывать в более глубокие области мозга и показывать то, что не могут показать другие методы сканирования, такие, как компьютерная томография или МРТ: как мозг работает.