Scanner portátil pode visualizar a atividade do cérebro com paciente se movimentando

Scanner portátil pode visualizar a atividade do cérebro com paciente se movimentando

Um scanner para ser usado junto ao corpo pode registrar a atividade cerebral enquanto o paciente se movimenta. O protótipo de um sensor capacete, descrito na edição on-line da Nature, pode ajudar os pesquisadores a avaliar a função cerebral em situações...

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Um scanner para ser usado junto ao corpo pode registrar a atividade cerebral enquanto o paciente se movimenta. O protótipo de um sensor capacete, descrito na edição on-line da Nature, pode ajudar os pesquisadores a avaliar a função cerebral em situações anteriormente inacessíveis.

Pela primeira vez, bebês e crianças pequenas poderão medir sua atividade cerebral, graças a um scanner portátil  e personalizado — capaz de visualizar cérebros enquanto uma pessoa está em movimento. O scanner também pode visualizar o cérebro de pessoas com distúrbios de movimento que não conseguem ficarem imóveis em um scanner tradicional.

A magnetoencefalografia (MEG) ou Ressonância Magnética Funcional (fMRI) analisa a atividade elétrica em curso no cérebro, através dos campos magnéticos que esta atividade gera fora do crânio. No entanto, até agora a MEG significava ficar sentado muito quieto dentro de um scanner, limitando seu uso e tornando-o inadequado para uso em crianças pequenas.

Agora, Richard Bowtell, da Universidade de Nottingham, e seus colegas projetaram um dispositivo MEG portátil que funciona como um capacete, permitindo que as pessoas se movam livremente durante a digitalização da atividade de seus cérebros. Os pesquisadores testaram o dispositivo em quatro pessoas enquanto moviam os dedos e obtiveram resultados semelhantes aos obtidos usando um scanner MEG tradicional.

Escanear o cérebro de alguém utilizando magnetoencefalografia (MEG) pode ser complicado. Esses aparelhos são geralmente muito grandes (foto da esquerda), com cerca de 450 kg, com pouca opção de ajustes para a cabeça e exigem que o paciente permaneça imóvel por todo o procedimento. Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Nottingham desenvolveram um protótipo de MEG (foto da direita - capacete impresso em 3D, pesando 905 g) que pode ser ajustado para qualquer tamanho e formato de crânio, com sensores que conseguem mensurar a eletrofisiologia do cérebro e gerar imagens em 3D de como o cérebro se comporta nas mais variadas atividades. Segundo os pesquisadores, essa tecnologia abre novas possibilidades de estudar o neurodesenvolvimento, a atividade cerebral em situações mais próximas da realidade do indivíduo e a patofisiologia de distúrbios de movimento e neuropsiquiátricos. Fotos "National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Department of Health and Human Services (esquerda) / University of Nottingham (direita)
Escanear o cérebro de alguém utilizando magnetoencefalografia (MEG) pode ser complicado. Esses aparelhos são geralmente muito grandes (foto da esquerda, 275 Channel Cryogenic MEG System), com cerca de 450 kg, com pouca opção de ajustes para a cabeça e exigem que o paciente permaneça imóvel por todo o procedimento. Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Nottingham desenvolveram um protótipo de MEG (foto da direita – capacete impresso em 3D, pesando 905 g) que pode ser ajustado para qualquer tamanho e formato de crânio, com sensores que conseguem mensurar a eletrofisiologia do cérebro e gerar imagens em 3D de como o cérebro se comporta nas mais variadas atividades. Segundo os pesquisadores, essa tecnologia abre novas possibilidades de estudar o neurodesenvolvimento, a atividade cerebral em situações mais próximas da realidade do indivíduo e a patofisiologia de distúrbios de movimento e neuropsiquiátricos. Fotos “National Institute of Mental Health, National Institutes of Health, Department of Health and Human Services (esquerda) / University of Nottingham (direita).

Eles então usaram seu dispositivo para escanear voluntários enquanto bebiam chá ou jogavam bola — nenhuma dessas atividades é possível em um scanner MEG tradicional.

Pequeno sensor

Bowtell e seus colegas conseguiram tornar o scanner de MEG portátil substituindo os sensores tradicionais, que têm um sistema de resfriamento volumoso e pesado, por sensores em miniatura que detectam o campo magnético do cérebro de uma maneira diferente.

Esses sensores podem ser conectados diretamente ao couro cabeludo usando um capacete impresso em 3D que pode ser personalizado para caber em qualquer tamanho de cabeça. Todo o sistema pesa menos de um quilograma.

Esses capacetes contêm pequenos sensores chamados magnetômetros que detectam campos magnéticos para permitir que os pesquisadores mapeiem a atividade cerebral do usuário. Foto: Universidade de Nottingham
Esses capacetes contêm pequenos sensores chamados magnetômetros que detectam campos magnéticos para permitir que os pesquisadores mapeiem a atividade cerebral do usuário. Foto: Universidade de Nottingham

O paciente não pode passear livremente por aí  — o scanner ainda precisa ser usado em uma sala especialmente projetada que ajuda a neutralizar a influência do campo magnético natural da Terra. Mas há muitas aplicações, diz Bowtell. “Ele poderia ser usado para analisar a atividade cerebral enquanto as pessoas usam a internet, por exemplo. Você também pode ter interações mais naturais entre pessoas: duas pessoas usando scanner e falando cara a cara”.

Ele também permite que se estude o desenvolvimento neurológico de crianças e bebês, acrescenta.

“As aplicações potenciais deste sistema são amplas. A função cerebral pode agora ser avaliada em toda uma nova gama de situações, como durante interações sociais ou enquanto navega em um ambiente externo”, escreveu a Nature. “Pela primeira vez, bebês, crianças e pessoas com distúrbios do movimento podem ter sua atividade cerebral medida diretamente”.

O sistema também poderá fornecer insights aos pesquisadores sobre o diagnóstico e a atividade de pacientes com psicoses e  isso os ajudará a avaliar a função cerebral em pessoas com transtornos degenerativos e de desenvolvimento.

Referências: 

  1. BOTO, Elena et al. Moving magnetoencephalography towards real-world applications with a wearable system. NatureDOI: 10.1038/nature26147;
  2. Brainwaves in motion: A wearable brain scanner. Nature, 21 de março de 2018. Disponível em https://www.nature.com/nature/videoarchive/brainwaves/index.html;
  3. Neuroscience: A new wearable brain scanner. NatureAsia, 22 de março de 2018. Disponível em http://www.natureasia.com/en/research/highlight/12425.
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