A utilização de técnicas de redução de ruído contribui para maior confiabilidade da identificação de hubs neurais

O cérebro é considerado um dos órgãos mais complexos do corpo humano. Estudos recentes sobre a organização estrutural e funcional do cérebro, usando teoria de grafos, revelaram que esse órgão pode ser considerado uma rede complexa. Portanto, a identificação dos hubs da rede, que são regiões cerebrais com muitas conexões, apresenta-se como um campo de investigação relevante para a compreensão da dinâmica cerebral e das bases neurais de transtornos neurológicos e psiquiátricos. Os hubs desempenham papel fundamental e crítico na dinâmica cerebral, podendo estar relacionados com pontos de vulnerabilidade da rede.

Nas últimas décadas, os progressos tecnológicos nos métodos de neuroimagem têm sido muito importantes para os estudos em neurociência. Nesse contexto, a espectroscopia funcional no infravermelho próximo (NIRS) surge como uma técnica promissora, por ser considerada não-invasiva, segura, indolor, de custo relativamente baixo e adequada para experimentos em contextos mais próximos de situações da vida real. Essa técnica consiste na mensuração, ao longo do tempo, das variações na concentração de oxi e desoxihemoglobina nas regiões cerebrais monitoradas.

Nesse estudo pretendeu-se investigar a conectividade funcional entre regiões da superfície cortical em indivíduos saudáveis na condição de repouso. Desejou-se identificar hubs funcionais na rede cerebral através de medidas provenientes da teoria dos grafos. Além disso, almejou-se também avaliar o impacto de algumas técnicas de redução de ruído na identificação desses hubs.

Identificaram-se, como regiões hubs, áreas dos giros temporal médio e superior, frontal médio e superior, angular e supramarginal, parietal superior, lóbulo paracentral, pré-central e pós-central. Muitas dessas regiões são funcionalmente reportadas pela literatura como áreas de associação multimodal.

Além disso, observou-se alta influência de um artefato sistêmico em todos os sinais medidos, sendo mais evidente nos sinais de oxihemoglobina (HbO). Assim, conclui-se que a utilização de métodos de técnicas de redução de ruído (filtragem temporal e regressão de sinal global) é importante para maior confiabilidade da identificação de hubs.

Esse estudo faz parte do projeto “Viabilidade do uso da técnica NIRS para mapeamento da função hemodinâmica cortical e estudo da conectividade funcional do cérebro humano” da UFABC, sob a coordenação do Prof. Dr. João Ricardo Sato, do Centro de Matemática, Computação e Cognição (CMCC). Informações adicionais sobre esse projeto podem ser encontradas no link: goo.gl/tWng3i

Perfil

Rogério Akira Furucho

Graduado em Engenharia Elétrica com habilitação em Acionamentos e Controle pela Universidade Estadual Paulista (UNESP); Especialista em Marketing de Serviços pela ESPM; Mestre em Engenharia da Informação pela UFABC e pesquisador do Laboratório de Neurociência Computacional na UFABC. Atualmente é docente do IFSP.