Neuroimagem funcional

INTRODUÇÃO

As técnica de imagem cerebral tem sido cada vez mais utilizadas para estudar o funcionamento cerebral, tais como no estudo do comportamento humano, nas diversas psicopatologias e também em vários distúrbios neurológicos. A imagem funcional do cérebro permite a visualização direta do metabolismo, indicando também o processamento de informações nas regiões cerebrais. Isto porque área envolvida com maior processamento de informação aumenta o metabolismo e "acenda" na varredura de imagem.

Os principais métodos para estudo funcional do cérebro são a ressonância magnética funcional (RMf), tomografia por emissão de pósitrons e a tomografia por emissão de fóton único. Em geral, são métodos ainda restritos a pesquisas, pois com pouco aplicabilidade prática na clínica médica.

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA FUNCIONAL

A ressonância magnética funcional (RMf) e a rotulagem de rotação arterial dependem das propriedades paramagnéticas da hemoglobina oxigenada e desoxigenada para ver imagens de alteração do fluxo sanguíneo no cérebro associado à atividade neural. De acordo com a hipótese de oxigenação, as mudanças no uso de oxigênio no fluxo sanguíneo cerebral regional durante a atividade cognitiva ou comportamental podem ser associadas aos neurônios regionais como diretamente relacionados às tarefas cognitivas ou comportamentais atendidas. Assim, as imagens geradas refletem quais estruturas cerebrais são ativadas (e como) durante o desempenho de diferentes tarefas ou em estado de repouso.

A maioria dos scanners de RMf permite que os indivíduos sejam apresentados com diferentes imagens visuais, sons e estímulos de toque, e para fazer diferentes ações, como movimentar um membro ou realizar algum pensamento específico. Consequentemente, a RMf pode ser usado para revelar estruturas cerebrais e processos associados à percepção, pensamento e ação. A resolução do FMRI é de aproximadamente 2-3 milímetros no presente, limitada pela disseminação espacial da resposta hemodinâmica à atividade neural. Ele substituiu em grande parte o PET para o estudo dos padrões de ativação cerebral. O PET, no entanto, retém a vantagem significativa de ser capaz de identificar receptores específicos do cérebro (ou transportadores) associados a neurotransmissores específicos através da sua capacidade de imagem de "ligandos" de receptores radiomarcados.

A ampla utilização RMf em estudos de Psicologia Comportamental se deve ao fato de a técnica permitir uma boa resolução espacial, principalmente em regiões subcorticais importantes nos processos motivacionais e emocionais.

Além da pesquisa em indivíduos normais, tem se realizado estudos para verificar a aplicação prática da RMf em doenças tais como o esquizofrenias, depressão, tumores cerebrais, Parkinson, doença cérebro-vascular, Alzheimer e outras demências - especialmente visando o diagnóstico precoce. Tem-se o entendimento que mudanças precoces no fluxo sanguíneo devam ser evidenciadas à ressonância magnética funcional antes do aparecimento das manifestações clínicas.

O diagnóstico precoce de certos tipos de acidente vascular cerebral é cada vez mais importante na neurologia, uma vez que as substâncias que dissolvem coágulos sanguíneos podem ser usadas nas primeiras horas após a ocorrência de certos tipos de acidente vascular cerebral, mas são perigosas para uso posterior. As alterações cerebrais observadas no FMRI podem ajudar a tomar a decisão de tratar com esses agentes.

TOMOGRAFIA POR EMISSÃO DE PÓSITRONS

A tomografia por emissão de positrons ("PET scan" ou smente "PET") mede as emissões de substâncias químicas metabolicamente marcadas radioativamente (radiomarcadores) que foram injetadas na corrente sanguínea. Os radiomarcadores são substâncias que com características de ligantes de receptores cerebrais, e também com características radioativas para que se possa medir a atividade daquele sistema de neurotransmissores.

Os sensores no scanner de PET detectam a radioatividade à medida que o composto se acumula em várias regiões do cérebro. Um computador usa os dados coletados pelos sensores para criar imagens multicoloridas de 2 ou 3 dimensões que mostram onde o composto atua no cérebro. O marcador de PET com maior uso é uma forma de glicose radiomarcada, o 2-[F18]-fluoro-2-deoxi-glicose ("FDG").

O maior benefício da varredura de PET é que diferentes compostos podem mostrar fluxo sanguíneo e metabolismo de oxigênio e glicose nos tecidos do cérebro em funcionamento. Essas medidas refletem a quantidade de atividade cerebral nas várias regiões do cérebro. Os principais usos ainda são experimentais, para o entendimento do funcionamento cerebral. As varreduras de PET foram superiores a todos os outros métodos de imagem metabólica em termos de resolução e velocidade de conclusão (até 30 segundos), quando ficaram disponíveis. A resolução aprimorada permitiu que se estudasse melhor a área do cérebro ativada por uma determinada tarefa. A maior desvantagem da digitalização de PET é que, devido à deterioração da radioatividade rapidamente, é limitada ao monitoramento de tarefas curtas. O PET scan era o método preferido da imagem cerebral funcional antes da tecnologia da ressonância magnética cerebral, e continua tendo seu papel na neurociência.

O PET scan também tem sido estudado para o diagnóstico de doenças que acometem o tecido cerebral, com indicações semelhantes aos da RMf.

TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE EMISSÃO DE FÓTON ÚNICO

A tomografia computadorizada de emissão de fotón único (SPECT) é semelhante ao PET e usa radioisótopos emissores de raios gama e uma câmera gama para registrar dados que um computador usa para construir imagens bidimensionais ou tridimensionais de regiões cerebrais ativas. O SPECT requer, portanto, a injeção de rastreador radioativo, ou "agente SPECT", que é rapidamente ocupada pelo cérebro, mas não redistribui. A absorção do agente SPECT é quase 100% completa dentro de 30 a 60 segundos, refletindo o fluxo sanguíneo cerebral (CBF) no momento da injeção. Essas propriedades do SPECT tornam-se particularmente adequadas para imagens de epilepsia, o que geralmente é dificultado por problemas com movimentos do paciente e tipos de crises variáveis. O SPECT fornece um "instantâneo" do fluxo sanguíneo cerebral, uma vez que as varreduras podem ser adquiridas após o término da convulsão (desde que o rastreador radioativo tenha sido injetado no momento da convulsão). Uma limitação significativa do SPECT é a sua má resolução (cerca de 1 cm) em comparação com a da ressonância magnética.

Como o PET, SPECT também pode ser usado para diferenciar diferentes tipos de processos de doenças que produzem demência, e cada vez mais é usado para esse propósito. Neuro-PET tem uma desvantagem de exigir o uso de traçadores com meias-vidas de no máximo 110 minutos. O SPECT, no entanto, é capaz de fazer uso de traçadores com meia-vidas muito mais longas, como o tecnécio-99.

RESSONÂNCIA MAGNÉTICA COM ESPECTROSCOPIA

A espectroscopia de prótons vem sendo utilizada nas áreas acadêmica e industrial desde a década de 60, no entanto, sua aplicação na avaliação bioquímica do cérebro in vivo é mais recente. A espectroscopia por ressonância magnética e a ressonância magnética “convencional” são métodos que se utilizam dos mesmos princípios físicos, diferindo na forma em que os dados são processados e apresentados. Em vez das imagens anatômicas de ressonância magnética a que estamos acostumados, as imagens de espectroscopia são representadas por um gráfico, que demonstra picos de metabólitos que apresentam diferentes radiofreqüências e intensidades. A espectroscopia pode ser obtida a partir de diversos átomos como hidrogênio, fósforo, carbono, sódio e flúor. De maneira geral, do ponto de vista clínico, a espectroscopia mais utilizada é a de hidrogênio, devido à abundância deste átomo no organismo. A espectroscopia de prótons permite a distinção entre tecidos normais e anormais. A espectroscopia de prótons analisa amostras tridimensionais (“voxel”). De acordo com o “voxel”, a espectroscopia pode ser dividida em “voxel” único e “voxel” múltiplo. Existem duas técnicas básicas de realização de espectroscopia de prótons: “stimulated echo acquisition mode” (STEAM) e “point resolved spectroscopy” (PRESS), que variam de acordo com os parâmetros escolhidos para a obtenção do espectro. Para que uma substância seja detectada pela espectroscopia de prótons, sua concentração deve ser maior que 0,5–1,0 mmol/l. Por esse motivo, a maioria dos neurotransmissores e aminoácidos essenciais não é detectada por esta técnica, sendo então detectadas outras substâncias chamadas de metabólitos, cujo papel no cérebro muitas vezes ainda é desconhecido. Os metabólitos identificados pela espectroscopia são: N-acetil-aspartato, colina, creatina total, mio-inositol, glutamato/glutamina, lactato e lipídios. Em geral, os metabólitos não podem ser estudados em valores absolutos e sua avaliação é feita por meio de relações, sendo, em geral, o denominador a creatina ou, menos comumente, a colina. Ainda deve-se saber que a concentração dos metabólitos varia de acordo com a localização no encéfalo e com a idade do paciente. Algumas indicações já estão bem estabelecidas: diferenciação entre lesão focal neoplásica e não-neoplásica, diferenciação entre radionecrose e recidiva tumoral, diagnóstico de doença de Canavan e detecção de encefalopatia hepática subclínica. Outras aplicações estão sendo pesquisadas. A grande discussão está em quais as verdadeiras indicações e aplicações da espectroscopia de prótons, pois como qualquer método novo, num primeiro momento, parece ao menos tentar resolver alguns dos dilemas diagnósticos, antes não-resolvidos pelas outras técnicas já utilizadas.

AVALIAÇÕES CONITEC

O PET-CT foi avaliado pela Comissão Nacional de Incorporação de Tecnologias no Sistema Único de Saúde - CONITEC, e a técnica foi incorporada apenas para o diagnóstico oncológico, onde se pode acompanhar o desenvolvimento do tumor, sua localização, presença de metástases e resposta a determinados medicamentos. Ou seja, não está disponível no SUS o PET-CT cerebral. Não há registros de avaliação dos outros métodos de neuroimagem funcional pela Conitec.

REFERÊNCIAS

Leite, Claudia da Costa. Espectroscopia de prótons por ressonância magnética. Radiologia Brasileira [online]. 2001, v. 34, n. 1 [Acessado 13 Fevereiro 2023], pp. V-VI. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0100-39842001000100001>. Epub 24 Jun 2003. ISSN 1678-7099. https://doi.org/10.1590/S0100-39842001000100001.