Nova técnica melhora a deteção do estado cerebral
Novo método aumenta a precisão de uma classificação não invasiva do estado cerebral com espetroscopia funcional de infravermelhos próximos (fNIRS)
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Os investigadores desenvolveram um novo método que melhora consideravelmente a precisão da classificação do estado cerebral com a espetroscopia funcional de infravermelhos próximos (fNIRS). A técnica de imagiologia cerebral fNIRS permite aos investigadores medir a atividade neural: As células cerebrais activas necessitam de mais oxigénio, pelo que as variações no fluxo sanguíneo e na saturação de oxigénio indicam quais as regiões do cérebro que estão a trabalhar. A fNIRS detecta estas alterações de forma segura e sem procedimentos invasivos. Apesar das suas muitas vantagens em contextos clínicos - é portátil, económica e fiável, mesmo que o doente se desloque -, os métodos de análise dos dados da fNIRS são menos avançados do que os de outras técnicas de imagiologia cerebral.
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Aproveitar a natureza dupla dos sinais da fNIRS
Uma equipa de investigação internacional desenvolveu agora um método para classificar os estados cerebrais com fNIRS, especificamente adaptado às propriedades únicas do sinal fNIRS, obtendo assim resultados mais precisos. Ao contrário de outros métodos de imagiologia cerebral, a fNIRS mede tanto o sangue oxigenado como o desoxigenado. "Estes dois sinais apresentam naturalmente padrões opostos, mas isso não significa que sejam redundantes", explica Tim Näher, primeiro autor do estudo, que trabalha no Instituto Max Planck de Cibernética Biológica em Tübingen, Alemanha. "Em vez disso, dão-nos informações complementares sobre a atividade cerebral".
Näher e os seus co-autores exploraram esta natureza dupla única do sinal fNIRS aplicando ferramentas matemáticas avançadas de um domínio chamado geometria Riemanniana. Para testar o seu novo método, a equipa pediu a participantes saudáveis que realizassem oito tarefas mentais diferentes, como imaginar que estavam a jogar ténis, a cantar internamente ou a rodar um objeto na sua mente. Com a nova estrutura computacional, os investigadores conseguiram classificar com muita precisão qual das tarefas um participante estava a executar, ultrapassando significativamente a precisão dos métodos tradicionais.
Nova abordagem pode ajudar a revelar sinais de consciência nos doentes
Os resultados poderão desempenhar um papel importante na melhoria do diagnóstico das perturbações da consciência. Estas condições são notoriamente difíceis de avaliar: Os doentes têm frequentemente pouca ou nenhuma capacidade de se moverem ou comunicarem, o que torna difícil determinar se mantêm algum nível de vigília e consciência. No entanto, um diagnóstico preciso é essencial para um tratamento eficaz e um prognóstico fiável.
Foi por isso que Näher colaborou com Lisa Bastian, da Universidade de Tübingen, num segundo estudo, realizado no laboratório de Bettina Sorger, na Universidade de Maastricht, que desenvolveu um novo paradigma de fNIRS para avaliar se um doente não reativo ainda está consciente. Para tal, foi pedido aos participantes saudáveis que realizassem uma tarefa mental - simulando um estado de consciência - ou que permanecessem consistentemente inactivos. O novo paradigma fNIRS, combinado com a nova abordagem de análise de dados baseada na geometria Riemanniana, revelou-se extremamente exato na distinção entre estados cerebrais responsivos e não responsivos: Identificou corretamente a capacidade de resposta em todas as ocasiões e reconheceu com precisão a falta de resposta em nove de cada dez casos.
"Até agora, fornecemos uma prova de conceito de que a nova estrutura fNIRS pode servir como uma ferramenta rápida, objetiva e acessível para apoiar diagnósticos mais fiáveis e melhorar as decisões de tratamento de perturbações da consciência", afirma Näher. "O próximo passo lógico seria testar o nosso método em doentes reais."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Tim Näher, Lisa Bastian, Anna Vorreuther, Pascal Fries, Rainer Goebel, Bettina Sorger; "Riemannian geometry boosts functional near-infrared spectroscopy-based brain-state classification accuracy"; Neurophotonics, Volume 12
Lisa Bastian, Tim Näher, Anna Vorreuther, Michael Lührs, Amaia Benitez Andonegui, Pascal Fries, Lars Riecke, Bettina Sorger; "Sensitive and specific fNIRS-based approach for awareness detection in disorders of consciousness: proof of principle in healthy adults"; Neurophotonics, Volume 12
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