Teknik Üniversite Münih (TUM) ve Friedrich-Alexander Üniversitesi Erlangen-Nürnberg (FAU) araştırmacıları, fMRI sinyallerinin beyin aktivitesiyle her zaman örtüşmediğini ortaya koydu. Geleneksel olarak, artan beyin aktivitesinin daha fazla oksijen ihtiyacını karşılamak için kan akışında artışa yol açtığı varsayılıyordu. Ancak, yapılan çalışmada fMRI sinyallerinin yaklaşık yüzde 40'ının gerçek beyin aktivitesiyle çeliştiği gözlemlendi. Artan fMRI sinyalinin azalan beyin aktivitesiyle, azalan fMRI sinyalinin ise artan aktiviteyle ilişkili olduğu durumlar tespit edildi. Bu bulgu, on binlerce fMRI çalışmasının temelini oluşturan eski varsayımı kökten sarsıyor ve birçok çalışmada tam tersi yorumlara yol açabileceğini gösteriyor.
Dr. Valentin Riedl ve Dr. Samira Epp, 40'tan fazla sağlıklı katılımcı üzerinde zihinsel aritmetik veya otobiyografik hafıza hatırlama gibi görevler kullanarak deneyler gerçekleştirdi. Bu deneyler sırasında, fMRI sinyalleriyle birlikte yeni bir kantitatif MRI tekniğiyle gerçek oksijen tüketimi eş zamanlı olarak ölçüldü. Sonuçlar, artan oksijen tüketiminin (örneğin hesaplama yapılan bölgelerde) beklenen kan akışı artışıyla örtüşmediğini gösterdi. Bunun yerine, bu bölgelerin ek enerji taleplerini, değişmeyen kan akışından daha fazla oksijen çekerek karşıladığı, yani mevcut oksijeni daha verimli kullandığı anlaşıldı.
Bu bulgular, depresyon veya Alzheimer gibi psikiyatrik ve nörolojik hastalıklarla ilgili fMRI araştırmalarının yorumlanması açısından da büyük önem taşıyor. Daha önce kan akışı değişiklikleri nöronal aktivitenin bir göstergesi olarak kabul edilirken, bu yeni veriler ışığında bu yorumların yeniden değerlendirilmesi gerekiyor. Özellikle yaşlanma veya vasküler hastalıklar gibi damar değişiklikleri olan hasta gruplarında, ölçülen değerlerin nöronal eksikliklerden ziyade damarsal farklılıkları yansıtabileceği belirtiliyor. Araştırmacılar, gelecekteki beyin analizlerinin kan akışı varsayımlarına dayalı aktivasyon haritaları yerine, bilgi işleme için gerçekte ne kadar oksijen ve enerji tüketildiğini gösteren enerji tabanlı beyin modelleri oluşturmak üzere kantitatif ölçümlerle desteklenmesini öneriyor.
fMRI çalışmalarının temel varsayımlarını sorgulayan bu keşif, beyin aktivitesinin ölçülme ve yorumlanma biçimini kökten değiştirebilir.