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Raios de luz vermelha podem substituir ressonância magnética para mapear o cérebro

Técnica óptica é capaz de reproduzir resultados de forma mais barata e confortável

setembro de 2014
Fonte: “Bioimaging: watching the brain at work,” de Robert J. Cooper, em Nature Photonics, vol. 8, junho de 2014

Toucas com eletrodos ou aparelhos de ressonância magnética podem em breve se tornar equipamentos obsoletos. De acordo com artigo publicado na Nature Photonics, o posicionamento de dezenas de raios de luz vermelha sobre o couro cabeludo é suficiente para revelar a atividade do cérebro.  A técnica óptica é capaz de replicar resultados obtidos com a ressonância magnética funcional (fMRI) e é mais confortável, mais portátil e menos cara. 

O método é um aprimoramento da tomografia óptica de difusão (DOT), na qual um dispositivo emite pontos minúsculos de luz vermelha sobre a cabeça de uma pessoa e analisa a luz que retorna. A luz vermelha reflete a hemoglobina do sangue, mas não interage tanto com tecidos de outras cores, o que permite aos pesquisadores recuperar uma imagem como a captada por fMRI: as alterações no fluxo sanguíneo de áreas do cérebro quando ele está funcionando.

Durante anos, cientistas que tentam utilizar DOT depararam com a dificuldade de arranjar as pesadas fontes de luz e detectores sobre a pequena área do alto da cabeça. Eles também precisavam de melhores técnicas para analisar a enorme quantidade de dados coletada pelos detectores. 

Agora, pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis e da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, relatam que resolveram esses problemas com a criação da DOT de alta densidade (HD-DOT) de imagea-mento cerebral. Primeiro, os pesquisadores projetaram uma estrutura de “halo duplo” para suportar o peso de 96 fontes de luz e 92 detectores, mais que o dobro do número usado em arranjos anteriores. Segundo, conseguiram solucionar os desafios de computação associados à grande quantidade de luzes – descobriram, por exemplo, como filtrar a interferência de dados desnecessários, como o fluxo de sangue no couro cabeludo e em outros tecidos.

Assim, a equipe conseguiu reproduzir com sucesso estudos de fMRI que mapearam o processamento de visão e o de linguagem – algo impossível para outras opções de fMRI, como espectroscopia de infravermelho próximo ou eletroencefalografia, que não cobrem uma grande área suficiente do cérebro nem têm resolução suficiente para identificar as áreas cerebrais ativas. Por fim, principalmente, a equipe conseguiu captar imagens do cérebro de pessoas com Parkinson que têm eletrodos implantados no cérebro, algo que nunca foi possível fazer com fMRI porque a máquina gera ondas eletromagnéticas que podem destruir dispositivos eletrônicos. 

Embora a HD-DOT penetre no máximo 2 centímetros de profundidade – o que significa que o método nunca vai substituir totalmente a fMRI –, as versões comerciais custarão cerca de um décimo do aparelho e serão mais portáteis, afirma o autor Adam Eggebrecht, físico da Escola da Medicina da Universidade de Washington. Ele explica que a profundidade de 2 centímetros é suficiente para investigar muitas funções cognitivas superiores do cérebro, relacionadas principalmente ao córtex cerebral e outras partes mais externas. Os pesquisadores já estão usando a HD-DOT para estudar o funcionamento cerebral em crianças com autismo e adultos com Parkinson.

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