Sinais funcionais de ressonância magnética podem deturpar a verdadeira atividade cerebral

Sinais funcionais de ressonância magnética podem deturpar a verdadeira atividade cerebral

Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM) e da Universidade Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU) descobriram que um sinal aumentado de fMRI está associado à redução da atividade cerebral em cerca de 40% dos casos. Ao mesmo tempo, observaram sinais reduzidos de fMRI em regiões com atividade aumentada.

Isto contradiz a suposição de longa data de que o aumento da atividade cerebral é sempre acompanhado por um aumento do fluxo sanguíneo para atender às necessidades mais elevadas de oxigênio. Como dezenas de milhares de estudos de fMRI em todo o mundo se baseiam nesta suposição, os nossos resultados podem levar a interpretações opostas em muitos deles.”

Dra. Samira Epp, primeira autora

Os itens de teste revelam desvios da interpretação padrão

PD Dr. Valentin Riedl, agora professor da FAU, e seu colega Epp examinaram mais de 40 participantes saudáveis ​​durante seu tempo na TUM. Cada um recebeu várias tarefas experimentais – como aritmética mental ou recuperação de memórias autobiográficas – que são conhecidas por provocar mudanças previsíveis no sinal de fMRI em regiões cerebrais distribuídas. Durante esses experimentos, os pesquisadores mediram simultaneamente o consumo real de oxigênio usando uma nova técnica quantitativa de ressonância magnética.

Os resultados fisiológicos variaram dependendo da tarefa e da região do cérebro. O aumento do consumo de oxigénio – por exemplo nas áreas de cálculo – não foi acompanhado pelo esperado aumento do fluxo sanguíneo. Em vez disso, as análises quantitativas mostraram que estas regiões satisfaziam as suas necessidades energéticas adicionais retirando mais oxigénio do fornecimento de sangue inalterado. Isto permitiu-lhes utilizar o oxigénio presente no sangue de forma mais eficiente, sem a necessidade de aumentar o fluxo sanguíneo.

Implicações para a interpretação de distúrbios cerebrais

De acordo com Riedl, essas descobertas também impactam a interpretação dos resultados de pesquisas sobre doenças cerebrais: "Muitos estudos de fMRI sobre doenças psiquiátricas ou neurológicas - da depressão ao Alzheimer - interpretam as mudanças no fluxo sanguíneo como um sinal confiável de sub ou superativação neuronal. Dado o significado limitado de tais medições, isso agora precisa ser reavaliado. Particularmente em grupos de pacientes com alterações vasculares - por exemplo, devido ao envelhecimento ou doenças vasculares - os valores medidos podem refletir principalmente diferenças vasculares e não déficits neuronais." Estudos anteriores em animais já apontam nessa direção.

Os pesquisadores propõem, portanto, complementar a abordagem tradicional da ressonância magnética com medições quantitativas. No longo prazo, esta combinação poderia formar a base para modelos cerebrais baseados em energia: em vez de mostrar mapas de ativação baseados em suposições sobre o fluxo sanguíneo, análises futuras poderiam mostrar valores que indiquem quanto oxigênio – e, portanto, energia – é realmente usado para processar informações. Isto abre novas perspectivas para examinar – e compreender mais precisamente – o envelhecimento, doenças psiquiátricas ou neurodegenerativas no que diz respeito a mudanças absolutas no metabolismo energético.

Fontes: