Técnicas de Imagem Cerebral
EEG, PET, MRI, e fMRI examinam o cérebro através de uma variedade de métodos e têm graus variados de especificidade e invasividade.
Objectivos de aprendizagem
Comparar os métodos que os investigadores podem utilizar para imagearem o cérebro
Key Takeaways
Key Points
- Neuroimagem, ou scan do cérebro, inclui o uso de várias técnicas para imagearem, directa ou indirectamente, a estrutura, função, ou farmacologia do cérebro.
- Neuroimagem enquadra-se em duas grandes categorias: imagem estrutural e imagem funcional.
- Electroencefalografia (EEG) é utilizada para mostrar a actividade cerebral sob certos estados psicológicos, tais como o estado de alerta ou sonolência.
- A tomografia por emissão de pósitrons (PET) mostra os processos cerebrais utilizando a glicose açucarada no cérebro para ilustrar onde os neurónios estão a disparar.
- As varreduras de ressonância magnética (MRI) usam ondas de eco para discriminar entre matéria cinzenta, matéria branca, e líquido cefalorraquidiano.
- As varreduras de ressonância magnética funcional (fMRI) são uma série de MRIs que medem a função cerebral através de uma combinação informática de múltiplas imagens tiradas a menos de um segundo de distância.
Key Terms
- condutividade: A capacidade de um material para conduzir electricidade, calor, fluido ou som.
- campo magnético: Uma condição no espaço em torno de um íman ou corrente eléctrica em que existe uma força magnética detectável e dois pólos magnéticos estão presentes.
Neuro-imagem, ou scanning do cérebro, inclui o uso de várias técnicas para imagem directa ou indirecta da estrutura, função, ou farmacologia do cérebro. É uma disciplina relativamente nova dentro da medicina, neurociência, e psicologia. Os médicos especializados no desempenho e interpretação da neuroimagem no contexto clínico são conhecidos como neuroradiologistas.
Neuroimagem divide-se em duas grandes categorias:
- Imagem estrutural, que trata da estrutura do cérebro e do diagnóstico de doenças intracranianas em grande escala (como um tumor), bem como de lesões.
- Functional imaging, que é utilizada para diagnosticar doenças e lesões metabólicas numa escala mais fina (como a doença de Alzheimer), e também para investigação neurológica e cognitiva-psicológica. A imagiologia funcional permite visualizar directamente o processamento de informação do cérebro, porque a actividade na área envolvida do cérebro aumenta o metabolismo e “acende” no exame.
Quatro dos tipos mais comuns de exames cerebrais são EEG, PET, MRI, e fMRI.
Electroencefalografia (EEG)
Electroencefalografia (EEG) é utilizada para mostrar a actividade cerebral em certos estados psicológicos, tais como o estado de alerta ou sonolência. É útil no diagnóstico de convulsões e outros problemas médicos que envolvem uma sobreabundância ou falta de actividade em certas partes do cérebro.
Para se preparar para um EEG, são colocados eléctrodos no rosto e no couro cabeludo. Após colocar cada eléctrodo na posição correcta, o potencial eléctrico de cada eléctrodo pode ser medido. De acordo com o estado de uma pessoa (acordada, a dormir, etc.), tanto a frequência como a forma do sinal EEG são diferentes. Os pacientes que sofrem de epilepsia mostram um aumento da amplitude de disparo visível no registo do EEG. A desvantagem do EEG é que a condutividade eléctrica – e portanto os potenciais eléctricos medidos – podem variar muito de pessoa para pessoa e também ao longo do tempo, devido às condutividades naturais de outros tecidos tais como matéria cerebral, sangue, e ossos. Devido a isto, por vezes não é claro exactamente qual a região do cérebro que emite um sinal.
gravação de EEG: Para preparar um EEG, são colocados eléctrodos na face e no couro cabeludo.
Positron Emission Tomography (PET)
P>Positron emission tomography (PET) scans medem os níveis de glucose de açúcar no cérebro a fim de ilustrar onde está a ocorrer a queima neural. Isto funciona porque os neurónios activos utilizam a glucose como combustível. Como parte do exame, uma substância marcadora ligada a isótopos radioactivos é injectada no sangue. Quando partes do cérebro se tornam activas, o sangue (que contém o traçador) é enviado para fornecer oxigénio. Isto cria pontos visíveis, que são depois recolhidos por detectores e utilizados para criar uma imagem vídeo do cérebro enquanto se realiza uma determinada tarefa. No entanto, com as varreduras PET, só podemos localizar áreas generalizadas de actividade cerebral e não locais específicos. Além disso, as varreduras PET são dispendiosas e invasivas, tornando a sua utilização limitada. Contudo, podem ser utilizados em algumas formas de diagnóstico médico, incluindo para Alzheimer.
scannerPET: Esta é uma vista do scanner PET do exterior; os detectores de radiação estão debaixo do painel de cobertura.
Ressonância Magnética (MRI)
Ressonância Magnética (MRI) e a ressonância magnética funcional (fMRI) são a forma de imagem neural mais directamente útil para o campo da psicologia.
Uma MRI usa fortes campos magnéticos para alinhar núcleos atómicos giratórios (geralmente prótons de hidrogénio) dentro dos tecidos do corpo, depois perturba o eixo de rotação destes núcleos e observa o sinal de radiofrequência gerado à medida que os núcleos regressam ao seu estado inicial. Através deste processo, uma MRI cria uma imagem da estrutura do cérebro. A ressonância magnética é não invasiva, representa pouco risco para a saúde e pode ser utilizada em bebés e no útero, proporcionando um modo consistente de imagem em todo o espectro de desenvolvimento. Uma desvantagem é que o paciente tem de se manter imóvel durante longos períodos de tempo num espaço ruidoso e apertado enquanto a imagem é realizada.
Ressonância magnética do cérebro: Ressonância magnética cerebral (no plano axial – ou seja, corte de frente para trás e de lado para lado através da cabeça) mostrando um tumor cerebral na parte inferior direita.
A fMRI é uma série de MRIs que mede tanto a estrutura como a actividade funcional do cérebro através da adaptação informática de múltiplas imagens. Especificamente, a fMRI mede as alterações de sinal no cérebro que são devidas a alterações da actividade neural. Numa fMRI, um paciente pode realizar tarefas mentais e a área de acção pode ser detectada através do fluxo de sangue de uma parte do cérebro para outra, tirando fotografias a menos de um segundo de distância e mostrando onde o cérebro “acende”. Por exemplo, quando uma pessoa processa informação visual, o sangue corre para a parte de trás do cérebro, que é onde se encontra o lobo occipital. Os FMRIs permitem mostrar quando as coisas acontecem, como as áreas cerebrais mudam com a experiência, e que áreas cerebrais trabalham em conjunto. Têm sido utilizados para estudar uma vasta gama de fenómenos psicológicos, incluindo (mas de forma alguma limitados a) a actividade neural de contar uma mentira, as diferenças entre novatos e peritos quando tocamos um instrumento musical, e o que acontece dentro das nossas cabeças quando sonhamos.
Um fMRI do cérebro: Uma fMRI mostrando regiões de activação (em laranja) incluindo o córtex visual primário.