Novos vídeos incrivelmente detalhados capturam como o cérebro se agita dentro do crânio conforme o sangue e outros fluidos fluem através do órgão squidgy.
Em dois novos estudos, publicados em 5 de maio nas revistas Brain Multiphysics and Magnetic Resonance in Medicine, os cientistas empregaram uma técnica de escaneamento cerebral frequentemente usada para capturar imagens 2D estáticas de órgãos para criar vídeos 3D do cérebro se movendo em tempo real. O tecido cerebral pode ser visto pulsando em reação ao sangue correndo através de seus vasos sanguíneos e do líquido cefalorraquidiano (LCR), um líquido claro que carrega nutrientes e protege o cérebro, fluindo para dentro e ao redor de espaços ocos no órgão.
Os novos vídeos “amplificam” esse movimento no cérebro, exagerando o movimento para que possa ser facilmente analisado. Por esse motivo, a nova técnica é chamada de “imagem de ressonância magnética amplificada 3D” ou 3D aMRI.
“Na verdade, é um movimento muito pequeno”, normalmente entre cerca de 0,002 polegadas e 0,015 polegadas (50 a 400 micrômetros) no máximo, em termos de quanto o tecido deforma, disse Mehmet Kurt, professor assistente no Departamento de Engenharia Mecânica da o Stevens Institute of Technology em New Jersey, professor adjunto da Icahn School of Medicine no Mount Sinai em Nova York e co-autor de ambos os estudos.
Fazer os movimentos parecerem cerca de 25 vezes maiores permitiu que os pesquisadores avaliassem aquele movimento com mais detalhes, rastreando sua direção e amplitude com precisão.
A nova técnica de varredura pode, algum dia, ser útil no diagnóstico e tratamento de condições médicas em que os fluidos são bloqueados pelo cérebro. Uma dessas condições é a hidrocefalia, na qual o excesso de fluido se acumula nas cavidades do cérebro, disse Samantha Holdsworth, professora sênior da Universidade de Auckland, na Nova Zelândia, diretora de pesquisa da Matai, um centro de pesquisa da Nova Zelândia com foco em medicina imagem, e co-autor em ambos os estudos.
“Temos muito trabalho a fazer para realmente provar sua aplicação clínica … mas essa é a natureza de todas as novas tecnologias”, disse ela. “Estamos apenas no início do que pode ser alcançado.”
Capturando o cérebro em movimento
Para criar a nova técnica de varredura, a equipe começou com a ressonância magnética básica, que usa ímãs fortes para aplicar um campo magnético ao corpo. Em resposta, todos os núcleos de hidrogênio dentro das moléculas de água do corpo se alinham com esse campo magnético.
O scanner então libera uma corrente de radiofrequência que estimula os núcleos de hidrogênio, fazendo com que eles saiam do alinhamento. Quando essa corrente de radiofrequência é desligada, todos os núcleos voltam à posição, mas o fazem em velocidades diferentes, dependendo do tipo de tecido que os rodeia. Cada núcleo libera um sinal de rádio quando volta ao alinhamento, e a máquina capta esse sinal e o usa para criar uma imagem.
Ao aplicar vários campos magnéticos ao corpo, a ressonância magnética também pode ser usada para criar imagens 3D, que podem ser visualizadas de vários ângulos, informou o Live Science anteriormente.
Em 2016, Holdsworth e seus colegas desenvolveram essa tecnologia de base de ressonância magnética para criar a RMN. Em essência, o método envolve juntar uma série de imagens de ressonância magnética capturadas em pontos consecutivos no tempo para criar um curta-metragem, enquanto também amplifica os movimentos sutis capturados em cada quadro, escreveu a equipe em um relatório de 2016 na Magnetic Resonance in Medicine.
No entanto, no início, a ressonância magnética só poderia ser usada para rastrear o movimento dentro de um único plano – por exemplo, visto de lado ou do topo do cérebro, mas não de vários ângulos ao mesmo tempo, disse Holdsworth. Agora, eles ampliaram a técnica para capturar três dimensões simultaneamente.
“Uma versão 2D disso estava incompleta, de uma perspectiva biomecânica; era uma expressão incompleta do que estava acontecendo”, disse Kurt. “Pode ser crucial de uma perspectiva diagnóstica” ser capaz de avaliar o movimento de todos os ângulos, disse ele.
Várias outras técnicas de ressonância magnética também podem ser usadas para rastrear o movimento no cérebro – a saber, codificação de deslocamento com ecos estimulados (DENSO) e ressonância magnética de contraste de fase, disse Holdsworth. No entanto, “a vantagem da ressonância magnética ampliada é que você pode ver o movimento em relação à anatomia subjacente, que é uma anatomia realmente requintada”, disse ela. Enquanto os outros métodos capturam uma imagem um pouco mais confusa do cérebro com resolução temporal mais baixa, a aMRI 3D pode produzir imagens em tempo real do cérebro com uma resolução espacial impressionante de 0,00007 polegadas cúbicas (1,2 milímetros cúbicos).
Os pesquisadores agora estão usando sua técnica para estudar a malformação de Chiari I (CM-I), uma condição na qual parte do cérebro empurra para baixo através do orifício na base do crânio por onde passa a medula espinhal. Em colaboração com o Monte Sinai, Kurt também está estudando hidrocefalia em bebês recém-nascidos, escaneando seus cérebros antes e depois de uma cirurgia corretiva. Além disso, ele está usando uma versão modificada do método de varredura, chamado aFlow, para estudar aneurismas, onde a parede de uma artéria enfraquece e se projeta. O monitoramento de mudanças distintas no fluxo sanguíneo pode ajudar os médicos a prever quando um aneurisma pode se romper, disse Kurt.
Na Nova Zelândia, Holdsworth está escaneando os cérebros de pacientes com concussões, para ver se padrões comuns emergem em como o fluido flui por seus cérebros após ferimentos. Seu grupo também planeja estudar se a ressonância magnética pode ser usada para medir indiretamente a pressão no cérebro, porque atualmente a medição direta requer a perfuração de um pequeno orifício no crânio, disse Holdsworth.
A pressão no cérebro pode aumentar por vários motivos, incluindo lesões traumáticas, tumores, infecções e aneurismas; e em pessoas com uma condição chamada hipertensão intracraniana idiopática, a causa exata do aumento da pressão é desconhecida, mas pode desencadear sintomas semelhantes aos de um tumor cerebral, de acordo com o Cedars-Sinai.
“Há tantas perguntas a serem respondidas”, disse Kurt. “As oportunidades são infinitas.”
Publicado em 15/05/2021 22h56
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