Imagens do cérebro EM AÇ Estudar o cérebro humano em funcionamento era difícil até recentemente. Durante muito tempo a eletroencefalografia foi a única técnica não invasiva capaz de registrar a atividade neurológica, mas não permitia um estudo mais detalhado das funções cerebrais, desde as primárias, como as motoras ou sensoriais, até as chamadas superiores, como o pensamento, a linguagem e as emoções. Nas últimas décadas, porém, técnicas mais avançadas possibilitaram grandes progressos na compreensão do funcionamento da mente, e hoje já se pode localizar com precisão as áreas cerebrais responsáveis por várias dessas funções e mesmo acompanhar a atividade dos neurônios durante sua execução. Dráulio Barros de Araújo Departamento de Física e Matemática (FFCLRP), Universidade de São Paulo (campus de Ribeirão Preto) Antônio Carlos dos Santos Departamento de Clínica Médica (FMRP), Universidade de São Paulo (campus de Ribeirão Preto) Américo Sakamoto Departamento de Neurologia (FMRP), Universidade de São Paulo (campus de Ribeirão Preto) Oswaldo Baffa Departamento de Física e Matemática (FFCLRP), Universidade de São Paulo (campus de Ribeirão Preto) O estudo das funções cerebrais humanas dependeu, durante muito tempo, de medidas e observações em animais, já que a invariável necessidade de usar ferramentas invasivas tornava perigosas e antiéticas as pesquisas em seres humanos. Apesar do conhecimento gerado com as experiências em animais, a transposição para o homem das inferências obtidas dessa forma sempre exigiu grandes cuidados. Por conta dessas dificuldades, o estudo das funções cerebrais ditas superiores pensamento, linguagem, planejamento, localização espacial etc. restringiu-se por muito tempo a observações em pacientes vítimas de acidentes, de infartos cerebrais ou de outras doenças que destruíam parcialmente o cérebro. As lesões levavam à perda total ou parcial de alguma função, revelando assim qual parte do cérebro era responsável por ela. Atualmente, o desenvolvimento das técnicas de imagens médicas, como a tomografia computadorizada (TC) e a ressonância magnética (RM), tornou possível observar sem riscos detalhes anatômicos do cérebro humano, elevando a imagem estrutural a níveis nunca antes sonhados. Tais métodos permitem estudar estruturas com poucos milímetros de tamanho e acompanhar diferentes etapas da maturação normal do cérebro após o nascimento, como a mielinização (formação da mielina, proteína que recobre os prolongamentos dos neurônios) no primeiro ano de vida. O estudo das funções cerebrais, porém, nem sempre é possível pela simples análise estrutural. Surgem, então, as neuroimagens funcionais, que procuram mostrar o cérebro em ação. Além de possibilitar o estudo de vários processos cerebrais, o uso de neuroimagens funcionais também é importante para o tratamento de pacientes, em especial os que serão submetidos a cirurgias. 28 CIÊNCIA HOJE vol. 33 nº 197
ÃO Algumas vezes, por exemplo, certos tumores crescem perto de regiões cerebrais importantes para o controle da linguagem ou da movimentação de partes do corpo. Nesses casos, para que o neurocirurgião possa retirar o tumor sem atingir essas regiões eloqüentes (as que têm função importante e cuja lesão leva a déficit grave), é preciso fazer um mapeamento pré-cirúrgico. Para assegurar uma boa qualidade de vida após a cirurgia, é indispensável manter ao máximo a integridade funcional de regiões adjacentes e subjacentes àquelas que serão removidas. Isso nem sempre é possível apenas com o estudo estrutural, tornando necessário testar a função dessas áreas. Classicamente, a localização da área eloqüente é avaliada por meio de referenciais anatômicos conhecidos. Isso é facilitado pelo uso de técnicas de neuroimagem de alta resolução espacial, como a ressonância magnética. No entanto, a presença de tumores, malformações vasculares ou lesões póstraumáticas pode deformar a topografia cerebral, dificultando a localização dos limites anatômicos. Além disso, lesões precoces, durante o desenvolvimento do sistema nervoso central, ou mesmo processos de instalação lenta, podem induzir uma reorganização funcional cortical por processos de plasticidade neuronal, modificando a localização de áreas funcionais. Em outras palavras, uma função que normalmente é localizada no lado esquerdo do cérebro pode estar no lado direito, se o lado esquerdo tiver uma grande lesão em fase precoce da vida. No entanto, não é possível saber se isso ocorreu ou não apenas olhando para a estrutura cerebral. Para contornar essa limitação, o mapeamento funcional tem sido realizado através de estimulação elétrica direta no córtex, durante cirurgias ou não. Neurologistas, neurocirurgiões e neuropsicólogos avaliam a localização de regiões funcionais importantes, aplicando pulsos elétricos focais, de baixa intensidade, na superfície do córtex. Observam-se, então, as reações do paciente ao estímulo de regiões cerebrais específicas. Ainda que a localização funcional pela estimulação direta seja precisa, esses métodos são altamente invasivos, ou, quando realizados durante cirurgias, são limitados pelo tempo destas. O desenvolvimento de métodos não-invasivos é, portanto, bastante desejável. A primeira técnica de imagem capaz de analisar funções cerebrais foi a chamada tomografia por emissão de pósitrons (PET, de positron emission tomography). Hoje, técnicas mais avançadas de aquisição e processamento de sinais de radiofreqüência e programas de computador (softwares) mais rápidos têm feito da ressonância magnética uma nova alternativa para o estudo das funções cerebrais: a imagem funcional por ressonância magnética (RMf). Além disso, a possibilidade de detectar ondas elétricas e magnéticas cerebrais levou ao surgimento da eletroencefalografia (EEG) de alta resolução espacial e da magnetoencefalografia (MEG). Cada uma das técnicas mede diferentes aspectos da atividade cerebral. A tomografia por emissão de setembro de 2003 CIÊNCIA HOJE 29
pósitrons e a imagem funcional por ressonância magnética proporcionam uma boa resolução espacial, detectando alterações de fluxo sangüíneo e metabolismo. Já a EEG e a MEG têm na resolução temporal sua maior virtude, indicando direta e instantaneamente os processos elétricos neuronais. Imagens por emissão de partículas Algumas tomografias capazes de gerar imagens do cérebro e de outros órgãos em funcionamento utilizam radiofármacos, drogas que contêm átomos radioativos (com núcleos instáveis) injetadas na corrente sangüínea. Esses núcleos têm a tendência natural de decair para estados de mais baixa energia (mais estáveis), fenômeno geralmente seguido pela emissão de partículas e radiação. As imagens são formadas pela captação dessa emissão em aparelhos apropriados. Existem dois métodos principais: a tomografia computadorizada por emissão de fóton único, conhecida pela sigla inglesa SPECT (de single photon emission computer tomography) e a tomografia por emissão de pósitron (PET). Na PET, os radiofármacos utilizados emitem pósitrons (essencialmente um elétron de carga positiva) e a colisão destes com elétrons (de carga negativa) produz, em uma reação denominada aniquilação, um par de fótons de alta energia (cada um com cerca de 511 quiloeletronvolts, ou KeV), chamados de fótons-gama, que viajam em sentidos opostos. A detecção desses fótons, feita em um anel que envolve axialmente o paciente e contém sensores de radiação gama, permite construir uma imagem que traduz a posição de cada uma dessas reações para isso, são considerados apenas os fótons detectados simultaneamente em dois sensores opostos (indicando que a colisão ocorreu em algum lugar na linha que liga tais detectores). O acúmulo de sinais provenientes de inúmeros sensores determina a localização precisa da área emissora. A parte mais sofisticada e complicada dessa técnica, que a faz ter alto custo, é a produção dos radioisótopos (indispensáveis nos radiofármacos), realizada em ciclotrons. Essencialmente, um ciclotron é um acelerador de partículas subatômicas, que usa potentes campos magnéticos para fazê-las girar ao longo de uma órbita circular. Depois de adquirir certa energia, apresentando velocidade próxima à da luz, essas partículas são redirecionadas e levadas de encontro a alvos específicos. Após a colisão, as substâncias bombardeadas tornam-se isótopos radioativos. Na tomografia por emissão de pósitrons, o material a ser bombardeado é escolhido de modo que o isótopo gerado (que será associado a substâncias biologicamente relevantes, como o carbono, nitrogênio ou oxigênio, formando um radiofármaco) decaia emitindo esse tipo de partícula. Quando os radiofármacos são injetados na corrente sangüínea de um paciente, tendem a percorrer todo o corpo. O ponto de maior concentração, porém, dependerá do papel fisiológico específico da substância marcada pelo radioisótopo. Um radioisótopo muito importante, por exemplo, é o flúor-18 ( 18 F), que pode servir como marcador da glicose, o que permite seu emprego no mapeamento de processos metabólicos cerebrais. Muitos avanços na eletroencefalografia A eletroencefalografia (EEG), ainda que tenha surgido há muito tempo, só passou a desempenhar um papel fundamental nos estudos de processos cerebrais complexos nos últimos anos, com o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e técnicas de processamentos de sinais eficientes. Sua aplicação clínica é vasta e, em função do baixo custo, está disponível na grande maioria dos centros neurológicos. Através da medida direta dos campos elétricos resultantes de processos neuronais, a EEG é capaz de mapear, de forma bastante simples e não invasiva, os traçados normais e patológicos de seres humanos. Os registros são realizados, em geral, através da utilização de eletrodos à base de prata, mantidos em contato constante com o couro cabeludo por meio de gel condutor. A resolução temporal dessa técnica é excelente, conseguindo capturar eventos neuronais da ordem de milissegundos (10-3 s). A principal aplicação clínica da eletroencefalografia convencional é o diagnóstico de epilepsias. São classicamente conhecidas as alterações que surgem no período entre as crises epilépticas (EEG intercrítico) e durante essas crises (EEG crítico). Mais recentemente, o desenvolvimento da tecnologia digital (EEG digital) e a associação com outras metodologias (vídeo, por exemplo) permitiram o registro prolongado e contínuo da atividade elétrica do cérebro. Isso ampliou muito as possibilidades de uso da eletroencefalografia, em especial na avaliação de pacientes com epilepsias de difícil controle por medicamentos e na seleção de candidatos a tratamento cirúrgico. Para essa seleção foram desenvolvidas mais recentemente técnicas invasivas, através da implantação de eletrodos intracranianos e intracerebrais, que possibilitam o registro de poten- 30 CIÊNCIA HOJE vol. 33 nº 197
ciais elétricos diretamente do tecido cerebral, com ganho impressionante em precisão e localização. Além do uso clínico rotineiro, como no mapeamento de crises epilépticas, a EEG experimentou outro grande avanço metodológico quando surgiram os equipamentos de alta resolução (que possibilitam registro de número praticamente ilimitado de canais ou regiões cerebrais), além de inúmeras técnicas de pós-processamento dos sinais registrados (incluindo técnicas lineares e não-lineares). Tais avanços tornaram possível melhorar a localização e a caracterização de vários processos nervosos e essa evolução tem permitido, fundamentalmente, aprimorar as técnicas de localização das fontes de corrente que produzem os vários tipos de resposta cognitiva e, em conseqüência, uma melhor compreensão dos complexos processos fisiológicos cerebrais. Além disso, a diferenciação de padrões espaçotemporais que ocorrem em um período de tempo muito curto exige uma boa resolução espaço-temporal, o que faz da eletroencefalografia uma ferramenta poderosa na avaliação do funcionamento cerebral normal e patológico. O momento atual é de franco desenvolvimento da tecnologia na direção do coregistro integrado com outras técnicas, particularmente as de neuroimagem estrutural, permitindo estudar, a um só tempo, a anatomia, a fisiologia e a patologia cerebral em inúmeras doenças do sistema nervoso. O sinal neuromagnético pode resultar de uma resposta provocada (por estimulação visual, por exemplo), ou de atividade espontânea (oscilações alfa, teta, delta, atividade epileptiforme). Os padrões característicos observados nos sinais, simultaneamente, em diferentes regiões, possibilitam localizar precisamente, com um erro da ordem de milímetros, as regiões cerebrais envolvidas. A maior vantagem da magnetoencefalografia está em seu poder de localização das fontes (bastante restrito na eletroencefalografia) e em sua capacidade de detectar sinais cerebrais que durem menos que 10 milissegundos. Atualmente, a magnetoencefalografia é utilizada rotineiramente em algumas instituições como uma ferramenta clínica, em especial no mapeamento précirúrgico e na detecção de focos epilépticos. Além disso, como apresenta altíssima resolução temporal e não é invasiva, vários grupos de pesquisa têm usado essa técnica para estudar inúmeros processos cognitivos e para caracterizar anormalidades dos sinais magnéticos cerebrais envolvidos em uma série de doenças neurológicas. Como exemplo, podemos utilizar o mapeamento pré-cirúrgico de uma paciente do centro de neurolo- Os campos magnéticos do cérebro Conforme o próprio nome indica, a magnetoencefalografia (MEG) refere-se ao estudo dos campos magnéticos gerados pelo cérebro. A atividade neuronal caracteriza-se pela passagem de corrente elétrica ao longo da sua estrutura, e esta corrente provoca o aparecimento de um campo magnético. O sinal magnético produzido por apenas um neurônio não é intenso o bastante para ser captado pelos sensores magnéticos atuais, sendo necessário para isso que cerca de 10 mil neurônios estejam ativados simultaneamente. Por se tratar de campos magnéticos de baixíssima intensidade, a atividade neuromagnética só pode ser medida adequadamente por dispositivos supercondutores conhecidos como SQUID (do inglês superconducting quantum interference devices), descobertos no final da década de 1970. Esses dispositivos são posicionados na superfície craniana para localização e determinação da intensidade das fontes magnéticas. Figura 1. Mapas do córtex cerebral (imagens de ressonância magnética estrutural), em plano frontal, sobre os quais são indicados pontos de atividade neuronal (em vermelho) registrados por magnetoencefalografia durante estimulação pela aplicação de leve pressão nos lábios, pés e mãos de paciente portadora de epilepsia a lesão (indicada pelas setas em laranja) pode ser identificada em três das imagens setembro de 2003 CIÊNCIA HOJE 31
Figura 2. Visão de uma parte da cidade de realidade virtual utilizada no estudo de processos cerebrais envolvidos em tarefas de navegação espacial (o mapa da cidade é mostrado no canto inferior direito) Figura 3. O mapeamento pré-cirúrgico de paciente com crises convulsivas de epilepsia resistentes à medicação revela o foco epileptogênico (em A) e as áreas eloqüentes (controladoras de sensibilidade) do córtex (em B) gia da Universidade de Wisconsin (figura 1). Após apresentar duas crises convulsivas, com espasmos dos membros, a paciente foi submetida a um exame de rotina de ressonância magnética, que constatou a presença de um tumor na porção posterior do lobo frontal, junto ao sulco central e próximo da região que controla a movimentação e a sensibilidade do lado oposto do corpo. Para localizar precisamente as áreas eloqüentes, que deveriam ser preservadas em uma cirurgia, foi indicado o mapeamento magnetoencefalográfico. Para isso, a paciente foi estimulada, pela aplicação de leve pressão em partes das mãos, dos pés e dos lábios, e as respostas cerebrais permitiram obter mapas bilaterais que localizam as regiões controladoras da sensibilidade dos dedos polegar, indicador e mínimo, além do lábio, como pode ser observado na figura. Além do mapeamento pré-cirúrgico, a MEG tem se destacado na investigação de diversos processos cerebrais. Um exemplo de sua aplicação no estudo de tarefas cognitivas está em um recente trabalho dos autores deste artigo (e de suas equipes) sobre os processos cerebrais envolvidos em tarefas de navegação espacial em humanos. Para estudar o processo em seres humanos normais, criamos uma cidade em realidade virtual, usando um programa comercial (da empresa 3D Realms) que permite ao usuário projetar o ambiente desejado (figura 2). Os voluntários usavam um mouse para navegar e medíamos os padrões de oscilação neuronal espontânea relacionados à atividade cognitiva de navegação. Como conclusão, acreditamos que os ritmos do tipo teta, cuja freqüência está entre 4 e 7 hertz, têm papel fundamental no ato de se mover por entre ambientes, familiares ou não. Além disso, algumas patologias, como é o caso de distúrbios epilépticos, estão associadas a descargas neuronais anormais, resultando em anomalias funcionais transitórias. Na epilepsia, essas irregularidades nos sinais cerebrais são descargas repetidas e síncronas (ocorrem ao mesmo tempo em vários locais), que afe-tam uma porção relativamente extensa do cérebro. Em algumas formas de epilepsia resistente à medicação anticonvulsivante, a cirurgia pode ser indicada. Nesse caso, é realizada a remoção (ressecção) do tecido epileptogênico, causador da atividade elétrica anormal, o que pode levar à cura ou à melhora significativa do paciente. Infelizmente, os métodos de diagnóstico e localização das fontes das descargas ainda são muito imprecisos e invasivos. Dado o número de pacientes que sofrem desse mal (no Brasil, cerca de 1% da população, sendo que de 10% a 15% requerem tratamento cirúrgico), é necessário aperfeiçoar esses métodos. Algumas formas de epilepsia são acompanhadas por lesões visíveis com técnicas de neuroimagens de 32 CIÊNCIA HOJE vol. 33 nº 197
alta resolução anatômica, como a ressonância magnética. No entanto, outros casos exibem alterações apenas funcionais, não associadas a deformações anatômicas. Nessas condições, a localização do tecido que produz a descarga elétrica anormal só pode ser feita pela análise dos traçados da atividade elétrica cerebral. Podemos usar, como exemplo desse tipo de procedimento, o caso de um paciente de 15 anos de idade com epilepsia originada no lobo temporal e resistente ao tratamento com medicamentos. O paciente sofreu remoção de um tumor no lobo temporal esquerdo e, anos depois, passou a sofrer crises convulsivas, possivelmente causadas pela cicatriz e por outras alterações no cérebro ao redor (geradas pelo tumor ou pela cirurgia). A indicação era a de uma nova intervenção para minimizar os ataques. Devido ao alto grau de desfiguração da topografia cerebral, tornou-se necessário um mapeamento cuidadoso do hemisfério anormal para a localização de áreas eloqüentes próximas à lesão ou ao foco. Para detectar atividades elétricas anormais entre as crises, medidas bilaterais de magnetoencefalografia foram realizadas sobre regiões do lobo frontal (figura 3). Os mapas indicaram a origem das crises nas estruturas profundas do lobo temporal e mostraram que as regiões controladoras da sensibilidade não estavam associadas às áreas geradoras das crises. Novo tipo de imagem funcional Existe uma relação conhecida há algum tempo entre a presença de atividade cerebral e o aumento do fluxo sangüíneo local. Ainda sem explicação conclusiva, esse aumento de fluxo não é acompanhado por maior consumo de oxigênio. Em conseqüência, durante os estados de atividade cerebral, ocorre uma alteração local da razão entre hemoglobina oxigenada (oxi-hb) e hemoglobina desoxigenada (deoxi-hb), que resulta em uma redução da concentração local de deoxi-hb. Além disso, sabe-se que a deoxi-hb e a oxi-hb têm características magnéticas distintas: a primeira é paramagnética e a segunda é diamagnética. Portanto, a diminuição de concentração de deoxi-hb faz au- Figura 4. Apresentação tridimensional do resultado de um exame funcional por ressonância magnética em um voluntário assintomático as áreas vermelhas no corte horizontal do cérebro correspondem a regiões responsáveis pelos movimentos dos dedos de ambas as mãos mentar o contraste das imagens em regiões de atividade cerebral. Esse mecanismo de contraste, conhecido como bold (de blood oxigen level dependent), aliado a técnicas de aquisição rápida, fez surgir, no início da década de 1990, a imagem funcional por ressonância magnética (IRMf), permitindo o estudo de grande número de processos cerebrais. Infelizmente, a variação no contraste das imagens não é grande (da ordem de 3%-4%), o que impossibilita uma inspeção visual direta, tornando necessário o emprego de algoritmos computacionais para a identificação dessas áreas. Embora ainda existam questões referentes à metodologia utilizada, os achados em psicologia, patologia e neurociência em geral são consistentes o bastante para que essa técnica sirva de referência em estudos de processos cognitivos elevados, além das aplicações clínicas (entre as quais destaca-se, mais uma vez, o mapeamento pré-cirúrgico). Um exame de ressonância magnética funcional passa geralmente por duas etapas: a aquisição de imagens rápidas, que detectam as alterações de contraste, e a aquisição de uma série de imagens de boa resolução anatômica. O primeiro conjunto serve ao processamento estatístico, usando métodos bem estabelecidos, e o segundo serve para a apresentação dos resultados finais. Imagens obtidas em um voluntário sem sintomas anormais (figura 4) mostram (em vermelho) áreas em que ocorreu alteração de contraste estatisticamente significativa em resposta a estímulos nos dedos das mãos. setembro de 2003 CIÊNCIA HOJE 33
Figura 5. Em um paciente com tumor, a localização das áreas importantes do ponto de vista eletrofisiológico (em A) é tão eficiente quanto as imagens por ressonância magnética funcional (em B) na imagem por RMf, pode-se identificar as áreas eloqüentes (em amarelo) e, pouco abaixo, o tumor (área mais escura) Usada clinicamente como ferramenta de mapeamento pré-cirúrgico, a ressonância magnética funcional tem conquistado um papel de destaque no cenário das neuroimagens funcionais. Estudo comparativo entre os resultados obtidos por um exame funcional típico por ressonância magnética e por estimulação direta do córtex durante uma cirurgia revelam a importância do primeiro método. A paciente, de 57 anos, apresentava uma lesão expansiva no lobo parietal esquerdo, medindo cerca de 2 cm de diâmetro, com características que sugeriam ser um tumor maligno. Indicada a cirurgia para remoção da lesão, a paciente foi submetida a mapeamento pré-cirúrgico, por estimulação direta do córtex (técnica padrão em cirurgias) e por ressonância magnética funcional. A comparação dos resultados revela que os dois métodos são eficientes (figura 5), sendo que a IRMf não é invasiva e não traz riscos para o paciente. O lado esquerdo da figura mostra as regiões cerebrais da paciente mapeadas por estimulação direta do córtex durante a operação: o giro pré-central (córtex motor), a projeção da lesão e uma região eletricamente normal. O lado direito mostra um corte sagital (um plano lateral do cérebro), onde aparecem a lesão e uma concentração da atividade cerebral na porção média do giro précentral esquerdo, estrutura responsável pelas funções motoras (movimentação das mãos), identificadas através dos mapas estatísticos obtidos por ressonância magnética funcional. A concordância entre o exame por essa técnica e pela estimulação direta do córtex é excelente. Após alguns anos tendo como objetivo a exploração de funções primárias, as pesquisas em ressonância magnética funcional têm sido utilizadas para estudar fenômenos mais complexos de processos cognitivos e de comportamento. Especial atenção tem sido dada aos processos de linguagem e de memória. Comparação entre as técnicas e considerações finais Figura 6. Gráfico comparativo da resolução (espacial e temporal) obtida pelas diferentes técnicas de imagem: magnetoencefalografia (MEG), tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética funcional (RMf ), tomografia por emissão de pósitrons (PET), ressonância magnética convencional (RM) e tomografia por emissão de fóton único (SPECT) As várias técnicas de neuroimagem funcional apresentam características bem exclusivas, que podem ser comparadas sob alguns aspectos. Levando em conta variáveis técnicas como resolução temporal e espacial, podemos, de modo geral, representar essa comparação sob forma de um diagrama (figura 6). Portanto, certos processos cerebrais só podem ser estudados por metodologias específicas. ADAPTADO DO SITE DA EMPRESA CTF 34 CIÊNCIA HOJE vol. 33 nº 197
Figura 7. Imagem reunindo magnetoencefalografia e ressonância magnética funcional, de mapeamento précirúrgico realizado na Universidade de Wisconsin (Estados Unidos) em paciente com epilepsia de difícil controle o ponto azul é a fonte de sinais magnéticos localizada por MEG, e a região colorida é a área controladora dos movimentos da mão, localizada por IRMf (a pequena diferença entre eles não invalida a localização) A eletroencefalografia e a magnetoencefalografia avaliam os padrões de atividade elétrica de um conjunto de neurônios. Já a imagem funcional por ressonância magnética e a tomografia por emissão de pósitrons trazem informações sobre processos hemodinâmicos, sendo que essa última (PET), assim como a tomografia por emissão de fóton único (SPECT), possibilitam ainda estudar processos metabólicos. São, por exemplo, as únicas a detalhar os efeitos no cérebro da dependência química a drogas, como a cocaína. As variadas técnicas de neuroimagem têm enorme poder quando usadas separadamente. Em conjunto, esse poder é ainda maior. Alguns estudos têm sido realizados para comparar a precisão e concordância dessas técnicas um exemplo é a comparação dos resultados de localização (por magnetoencefalografia e por ressonância magnética funcional) da atividade relacionada a uma função motora simples (figura 7). A localização resultante, embora as fontes que geram as atividades detectadas sejam distintas, é bastante coerente. O certo é que as neuroimagens funcionais vêm apresentando um progresso significativo nos últimos anos, com crescentes aplicações clínicas em serviços hospitalares, em especial nos mapeamentos pré-cirúrgicos. Entretanto, várias questões ainda precisam de resposta. Por exemplo: apesar da vasta aplicação da ressonância magnética funcional, até bem pouco tempo atrás não havia uma prova definitiva de que as diferenças entre o estado de oxigenação da hemoglobina observadas com essa técnica deviam-se, realmente, à atividade neuronal. Um número enorme de aplicações continua surgindo a cada dia, como a localização de áreas funcionais referentes a processos de emoção, reconhecimento de padrões, organização funcional primária, memória, linguagem e outros. A neuroimagem funcional tem sido cada vez mais empregada no estudo de processos de reorganização cortical, ou seja, aqueles responsáveis pela recuperação de funções perdidas com doenças ou acidentes. Muitas pesquisas mostram evidências da ocorrência de fenômenos de plasticidade neuronal após lesões destrutivas, revelando como o cérebro responde à lesão, readaptando conexões e utilizando outras áreas para executar as funções das áreas perdidas. Esse tem sido o tema de inúmeros trabalhos, que usam principalmente a magnetoencefalografia (MEG), a ressonância magnética funcional (IRMf) e a tomografia por emissão de pósitrons (PET). Hoje, porém, poucas instituições no mundo fazem exames de neuroimagem funcional para o mapeamento pré-cirúrgico, com ressonância magnética funcional ou outra técnica de neuroimagem, sem complementar com a estimulação direta do córtex durante a operação. Em casos clínicos mais complexos, a decisão definitiva de realizar a ressecção de uma área depende do mapeamento durante a cirurgia, um exame invasivo. Só com a resposta às várias questões que ainda envolvem as demais técnicas (MEG, PET ou IRMf) é que elas poderão substituir definitivamente as técnicas invasivas. Por outro lado, a utilização de mais de uma técnica de análise é fundamental para a interpretação dos resultados. Além do mais, todas as modalidades apresentam vantagens e desvantagens umas sobre as outras, de modo que sua integração fornece, certamente, resultados mais robustos. Essa é, assim entendemos, a tendência atual nesse campo de pesquisa multidisciplinar: estudar os processos cerebrais sob diferentes perspectivas, pela utilização de variadas técnicas. Sugestões para leitura ARAÚJO, D. B.; CARNEIRO, A. A. O., MORAES, E. R. e BAFFA, O. Biomagnetismo: uma nova interface entre a física e as ciências biológicas, in Ciência Hoje, v. 26, nº 153, p. 24-30, 1999. GATTASS, R.; FARIAS, M.; FEITOSA, P.; MOLL, J.; ANDREIUOLO, P.. Mapeando o pensamento: um estudo de ressonância funcional. Ciência Hoje. v.26, nº 155, p.18-25, 1999. PANEPUCCI, H.; DONOSO, J. P.; TANNÚS, A.; BECKMANN, N.; e BONAGAMBA, T. (1985). Tomografia por ressonância magnética nuclear: novas imagens do corpo. Ciência Hoje, v. 4, nº 20, p. 46-56, 1995. setembro de 2003 CIÊNCIA HOJE 35