Mengambil Gambar Otak

Beberapa isotop yang miskin netron, seperti 11C and 18F, masa hidupnya sangatlah singkat (kira-kira 20 dan 103 menit masing-masingnya) dan luruh dengan berubahnya proton menjadi netron. Dalam prosesnya dihasilkan positron (elektron yang bermuatan positif). Positron adalah sebuah bentuk dari antimatter. Ketika sebuah positron bertemu sebuah elektron, keduanya akan lenyap dan menghasilkan foton sinar gamma yang terpancar dari titik pertemuan mereka ke arah yang berlawanan.


Jika percobaan ini dilakukan pada jaringan biologis, peristiwa lenyapnya kedua partikel ini terjadi sangat dekat dengan titik pancaran positron. Titik lenyap, dan oleh sebab itu lokasi dari sumber positron, dapat dengan tepat diketahui berkat adanya sinar gamma dalam percobaan tersebut. Percobaan semacam ini disebut tomografi pancaran positron (positron emmision tomography) atau disingkat PET. Karena masa hidup radioisotop sangat singkat dan digunakan pada tingkat yang sangat rendah, mereka tidak terlalu berpengaruh pada subjeknya.

Bayangkan sebuah obat, yang diketahui mempunyai efek pada fungsi otak, secara kimia "dipasangi" salah satu isotop pemancar positron dan disuntikkan ke pasien; letak yang tepat dari obat ini di dalam otak dapat diketahui dengan sebuah percobaan PET. Sejumlah obat-obatan sudah dipersiapkan dan digunakan di dalam percobaan-percobaan PET untuk mempelajari biokimia otak. Contohnya, letak dari 11C-kokain diketahui dari beberapa keadaan pemberian dosis.


Teknik PET digunakan sebagai sebuah upaya untuk memahami tentang kecanduan merokok (enzim monoamine oxidase-B, MAO-B). MAO-B terlibat di dalam pemecahan dopamine, yang selanjutnya berpengaruh pada sifat keteguhan dan motivasi seseorang. Mereka menemukan bahwa otak dari para perokok memperlihatkan penurunan jumlah enzim dopamine sebanyak 40%.

Perpaduan dan pemurnian senyawa-senyawa menggunakan radioisotop yang waktu paruhnya singkat merupakan sebuah seni tersendiri, yang menuntut pengaturan yang berhati-hati dan latihan dengan senyawa-senyawa tak bernama. Jika perpaduan tidak dilaksanakan dengan cukup cepat, radioisotop-nya, dan dengan demikian kemampuan penggambaran oleh PET, hilang. Radioisotop dan senyawa bernama yang akan digunakan sebaiknya dipersiapkan segera sebelum percobaan PET dan digunakan pada saat itu juga.

Sebuah pendahuluan tentang PET dan sebuah tinjauan dari beberapa hasil terakhir dimuat di dalam Chemical and Engineering News. Artikel tersebut memperlihatkan beberapa gambar otak yang diambil dengan PET.