IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NO ESTUDO DO CÉREBRO E DO COMPORTAMENTO HUMANO!

IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NO ESTUDO DO CÉREBRO E DO COMPORTAMENTO HUMANO! Prof. Dr. Tiago Arruda Sanchez! Departamento de Radiologia - Faculdade de Medicina! Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)!

FÍSICA'MÉDICA' Física'em'Medicina'e' Biologia' Carreira:' Hospitalar' Radioterapia' Medicina'Nuclear' RadiodiagnósAco' Outras.' Acadêmico' Inovação/Empresarial'

physis'='"natureza"' Natureza'da'Matéria' Condensada' FÍSICA"MÉDICA" Natureza'da'Matéria'Viva' +"Tecnologias" Estrutura,'composição,'propriedades'Ssicas' dos'materiais' Estrutura,'composição,'propriedades'Ssicas' dos'tecidos,'órgãos,'sistemas'etc.'

Físicos'médicos'Notáveis' John"Cameron" " Pioneirismo"em"Física"Médica"(MadisonOEUA)" "Física"do"Corpo"Humano" " Densitometria"Óssea"(1960)" Dosimetria"(TLD)" Controle"de"Qualidade"ROX" ' Ques8on:"Some"memorable"highlights"and"frustra8ons?" " JC"Highlights:"...in'1958'when'I'entered'the'field'was'to'establish'a'department'of'medical'physics'in'our' medical'school '' ''''in'1981,'i'was'the'chair'of'the"first"department"of"medical"physics'in'a'medical'school'in'the'u.s' ' JC"Frustra8ons:' the"fear"of"cancer"from"low"dose"radia8on,"even"by"radiologists.'it'is'likely'that'we'need' more'radiaaon'to'improve'our'longevity'(about'three'years).'in'some'cases'radiaaon'reduces'the'incidence'of' cancer.''see'my'aracle'in'the'october'2003'of'radiology.'

Físicos'Notáveis' Roentgen" " prêmio'nobel'(1901):'raiosdx' Fundamental'para'a'Radiologia'e'Física'Médica'

Físicos'Notáveis' Marie"Curie" " 2'prêmios'nobel'em'Ssica'(único'caso):' 'd'(1903):'radioaavidade' 'd'(1911):'radio'e'polônio' ' Primeira'mulher'a'receber'o'Nobel' Fundamental'para'a'Medicina'Nuclear'e'Física'Médica'

(30'anos'depois)' Químico' Físico' Prize"mo8va8on:'"for'their'discoveries'concerning' magneac'resonance'imaging"' h\p://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2003/#"

40'anos'depois ' Imagem"por"Ressonância"Magné8ca"de"7T'

FAMB'(USP):'Programa'de'Física' Aplicada'à'Medicina'e'Biologia' 175."Titulo:"Implementação'de'um'sistema'de'localização'espacial'de'regiões'cerebrais'em'tempo'real'para'aplicação'de'TMS'por'cod registro'com'fmri' Aluno:Andre'Salles'Cunha'Peres '' Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Data:11/04/2008 '' TMS:"Es8mulação"Magné8ca"Transcraniana" 153."Titulo:""Reconstrução'e'volumetria'de'imagens'de'SPECT'para'aplicação'clínica'no'sistema'gástrico.'' Aluno:Adelson'Antonio'de'Castro '' Orientador:Dra ulio'barros'de'araujo '' Data:07/12/2005 '' Volumetria"em"imagens"SPECT" 151."Titulo:"Desenvolvimento'de'um''phantom''para'treinamento'de'biopsia'de'mama'guiada'por'ultradsom' Aluno:Silvio'Leão'Vieira '' Orientador:Antonio'Adilton'Oliveira'Carneiro '' Data:09/09/2005 '' ' ' 150."Titulo:""Caracterização'de'tecidos'cerebrais'em'imagens'ultradsonográficas'de'neonatos'através'de'atributos'de'textura.' Phantom"p/"biópsia"em"Ultrasom" Aluno:Julia'Epischina'Engracia'de'Oliveira '' Orientador:Evandro'Eduardo'Seron'Ruiz '' Data:25/05/2005' Laudo "automá8co"ultrasom"(proc."imagem)" 144."Titulo:""Caracterização'estrutural'e'magnéAca'de'filmes'finos'de'NidFe'fabricados'por'eletrodeposição".' Aluno:Danieverton'Moreu '' Orientador:Marcelo'Mulato '' Data:14/03/2005' Filmes"Finos"para"Detectores"de"Radiação"

FAMB'(USP):'Programa'de'Física' Aplicada'à'Medicina'e'Biologia' 120."Titulo:""Estudo'das'caracterísAcas'espectroscópicas'dos'corantes'ciânicos'com'dois'cromóforos'na'interação'com'DNA:' efeitos'da'força'iônica".' Aluno:Fabio'Antonio'Schaberle '' Orientador:Iouri'Borissevitch '' Data:03/10/2002' 41."Titulo:"Imagens'de'fontes'magnéAcas'usando'um'sistema'mulAcanal'de'sensores'magnetodresisAvos' Aluno:Juan'Alberto'Leyva'Cruz '' Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Data:03/11/2005' 28."Titulo:""Dosimetria'por'Ressonância'ParamagnéAca'Eletrônica'usando'alanina:'nova'metodologia'e'aplicações".' Aluno:Felipe'Chen'Abrego '' Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Data:23/06/2003' ' ' 15.'Titulo:""Um'biossusceptômetro'supercondutor'AC'para'quanAficar'o'ferro'hepáAco".' Aluno:Antonio'Adilton'Oliveira'Carneiro '' Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Data:08/11/2001' ' ' 6."Titulo:""Datação'Arqueológica'por'Ressonância'ParamagnéAca'Eletrônica'(RPE):'Desenvolvimento'de'Métodos'e'Algumas' Aplicações".' Aluno:Antonio'Bruneu '' Orientador:Oswaldo'Baffa'Filho '' Desenvolvimento"de"Terapias"Fotodinâmicas" Imagens"Magné8cas" Dosimetria"por"RPE" Susceptômetro"para"Diagnós8co" Datação"por"RPE"

Prof.'Miguel'Nicolelis' Interface'cérebro'máquina' Um'futuro 'o'chip'cerebral'

MINHAS"PESQUISAS:"RM"E"PSIQUIATRIA" CONCLUÍDAS'E'EM'ANDAMENTO'

MARCADORES BIOLÓGICOS! " DSM 5: novos transtornos, novos diagnósticos, novos medicamentos! " Avanços da Psiquiatria moderna: BIOMARCADORES! " Moléculas (Receptores), Células, Tecidos, Sistemas!! " Normal x Anormal! Normal' 'Saudáveis' Pacientes' ='ou' '' " Homeostase? Bem Estar? Duração!

NEUROCIÊNCIA! " Neurociência:! " Novas ferramentas de investigação! " Neuroimagem (Mapa Cerebral)! " Imagens Convencionais X Imagens Avançadas! " Neuroimagem Funcional!! " Neurofisiologia => Marcadores Neurais das Funções Psicológicas (Normais)!! " Aplicações Psiquiátricas:! " Padrões Psicopatológicos,! " Testagem Terapêutica (Psicoterapias, Drogas)! " Diagnóstico???!! " Presente, Futuro (Novas Drogas, Reconhecimento de Padrão)!

FUNÇÕES PSÍQUICAS! " Emoção, Cognição e Regulação Emocional! " Emoção: Estinulos Emocionais (Faces de Ekman, sinais ambientais - IAPS)! " Cognição: Tarefas Diversas (Atenção, Memória, Interpretação)! " Regulação Emocional (Cognitivo, Drogas)!

DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras"

DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras"

DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras"

DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras"

DEPRESSÃO: um transtorno multidimensional! Mudanças" Emocionais" Sintomas"" Vegeta8vos" Déficits" Cogni8vos" Alterações" Motoras"

A Depressão Encefálica! Áreas de Regulação:! Processos de Autoregulação e regulação cognitiva! Áreas Sensoriais: Detecção e Avaliação de estímulos emocionalmente relevantes! Processos Sociais Comportamento Adaptativo!

MAPEAMENTO POR" NEUROIMAGEM FUNCIONAL! " Encontrar os mecanismos neurais subjacentes aos padrões comportamentais,!!!principalmente em áreas corticais limbicas/cognitivas!! " Mapeamento Cerebral das mudanças do cérebro inteiro!! " Correlação => Relação entre as redes neurais envolvidas com outras medidas (clinicas, psicologica, e.g. questionários de Traço & Estado)! " Conectividade => Dinamica das redes neurais envolvidas (em relação a outras areas)!

Neuroimagem! Visual Cortex!

Neuroimagem! Visual Cortex!

Neuroimagem! Visual Cortex!

Neuroimagem: Protocolo e Estímulos! Escaneamento: 2 sessões (p. ex.: antes e após a medicação)! sujeitos normais ou patients!

Imagem por Ressonância Magnética Funcional (RMf)! Atividade Hemodinâmica e Acoplamento Neurovascular! Mudanças de Sinal nas Imagens por RMf! Processamento e Análise de RMf por Mapas Estatísticos!

Regulação Emocional por DIAZEPAM (ansiolítico)! REDUÇÃO"em:" d Amigdala" d Insula" d PreOfrontal"Ventromedial"

ed( fmri( to( invescgate( whether( amygdala( responses( to( highly( aversive( pictures( could( be( modulated( by( an( afenconal( 1Faculdade(de(Medicina,(UFRJ,(Rio(de(Janeiro,(RJ( d(whether(this(modulacon(would(be(influenced(by(posicve(affect(trait.( 2InsCtuto(de(BioFsica(Carlos(Chagas(Filho,(UFRJ,(Rio(de(Janeiro,(RJ( 3Departamento((Interdisciplinar,(UFF,(Rio(das(Ostras,(RJ( Artigo em submissão" 4InsCtuto(do(Cérebro,(UFRN,(Natal,(RN( 5InsCtuto(Biomédico( (Dept.(de(Fisiologia(e(Farmacologia,(UFF,(Niterói,(RJ( AFETO POSITIVO! REGULAÇÃO EMOCIONAL PELA ATENÇÃO:! ults(and(discussion( s& ATTENTION& JUDGE&VALENCE& ure( EMOTION& oural:( ega8ve&affect&schedule&(panas)&[watson,(1988]( VA( revealed( a( significant( main( effect( of( task( (p<0,02)( but( teraccon(or(main(effect(of(valence(for(these(measures.( ly&and&peripherally,&during&200&ms&and&at&each&3080ms.& rmance( in( Hard( Bar( task( was( significantly( slower( than( ures&from&iaps&:&neutral&or&aversive&mutilated( Picture((p<0.005)(and(Easy(Bars(tasks((p<0.01).(( EASY& &&BARS& HARD& NEUTRAL& MUTILATED& ars&orienta8ons&differs&with&:&90º&(easy)&and&6º&(hard)' brain'anova:& ' '''''' REGULA"melhor"quem"tem"maior"traço"de"Afeto"Posi8vo" ''''''''''''''''''TASKS:'''''(1)''''JUDGE'VALENCE'of'the'pictures'(neutral'or'aversive)' ''''''''''''''''''''''''''''''''''''(2)'''''Judge'the'BARS''orienta(on'(same'or'different)' ' ' ct'of'apen(on'(qfdr<0,05)' AquisiCon(and(Analysis( ssociated'to'attention:' ENCE& BARS&EASY& BARS&HARD& 'Dorsolateral'PreYfrontal'Cortex''' 'Superior'Parietal'Cortex'' '*Amygdala'! fmri&bold&images&in&a&1.5t&scanner&(magnetom&siemens).&! Processing& and& analysis& using& BrainVoyagerTM& (QX& 2.2),& with& GLM& and& group&analysis&by&random&effects&(rfx).&& &! 3(steps(of(analysis:(! Wholebrain+ANOVA+analysis&(voxel2to2voxel)& &to&localize&the&regions&

Auto-avaliação e Depressão!

Recursos Cognitivos e Depressão!

Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013" Novas drogas e Depressão! Quetamina e outras! Effect of Agomelatina na Avaliação de Si?! Brain effects (fmri) of 25 mg/day of agomelatine (vs placebo) during a self-referential task in MDD patients (vs healthy controls) after 7 days administration! Depressão Maior: processamento anormal de Si (autoavaliação) e Outro! Comprometimento Emocional e das aptidões sociais!

Metodos : tarefa usada na RMf! Material"(IAPS"et"EPS)"" "108"posi8ve"pictures"" "108"nega8ve"pictures"" "108"neutral"pictures"" " 3"judgment"condi8ons:" "Self":"The"subject"judged"if"the"picture"was"selfOrelated" or"not"" "General":"The"subject"judged"if"the"picture"was" posi8ve"or"nega8ve" "Control":"the"subject"had"to"state"if"the"picture" represented"an"outdoor"or"indoor"scene" Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013"

Brain activity at baseline! Patients (Agomelatine+placebo) vs Healthy volunteers at W0! (a) Left DLPFC, (b) right DLPFC, (c) right VLPFC, (d) dorsal ACC! Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013"

Early effect of Agomelatine on VLPFC! Right VLPFC Interaction P=0.0008 a b P=0.0006 c P=0.014 Interaction W0 W1 W0 W1 W0 W1 Placebo Patients Agomelatine Healthy Volunteers In"MDD"pa8ents":"normaliza8on"of"VLPFC" hyperac8vity"to"healthy"volunteers level"at"w1" Fossa8"et"al,"European"Psychiatry,"2013"

Reconhecimento de padrão! " Functioning of depressed patients!

Futuro diagnóstico da Depressão! " Functioning of depressed patients!

CONCLUSION! " A Depressão muda a atividade de uma extensiva rede geralmente envolvida com Emoção, Cognição e outras funções comportamentais.! " Pela interação entre Emoção e Cognição, o diagnóstico e a terapia devem ser feitos extensivamente.!!! " Nesta abordagem, as evidencias de novos tratamentos medicamentosos tem tido diferentes interpretações! " A Agomelatine facilita a recuperação cognitiva dentre os sintomas de Depressão.! " Contato:! tiago@hucff.ufrj.br!