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| © istockphoto.com / Scott Hirko Visão geral de um aparelho de ressonância magnética |
O exame se baseia na mesma tecnologia da ressonância nuclear magnética (RNM) - um teste não-invasivo que utiliza um forte campo magnético e ondas de rádio para criar imagens detalhadas do corpo. Mas em vez disso, a RNMf analisa o fluxo sanguíneo no cérebro para detectar as áreas de atividade. Essas mudanças no fluxo, que são capturadas em um computador, ajudam os médicos a compreender melhor a forma como o cérebro funciona.
O conceito por trás de RNM existe desde o início do século 20. E no início da década de 30, Isidor Isaac Rabi, físico da Universidade de Columbia, fez experimentos com as propriedades magnéticas dos átomos. Ele descobriu que um campo magnético associado a ondas de rádio fazia com que os núcleos dos átomos "se movessem", uma propriedade conhecida hoje como ressonância magnética. Em 1944, Rabi ganhou o Prêmio Nobel de Física por seu trabalho pioneiro.
Na década de 70, Paul Lauterbur, professor de química da Universidade Estadual de Nova Iorque, e Peter Mansfield, professor de física da Universidade de Nottingham, na Inglaterra, usaram individualmente a ressonância magnética como base para o desenvolvimento de uma nova técnica diagnóstica chamada de ressonância nuclear magnética. O primeiro scanner de RNM comercial foi produzido em 1980.
Então, no início da década de 90, o físico Seiji Ogawa - que estava trabalhando na Bell Laboratories, em Nova Jersey - descobriu, enquanto realizava estudos com animais, que a hemoglobina pobre em oxigênio (a molécula no sangue que conduz o oxigênio) era afetada por um campo magnético de forma diferente da hemoglobina rica em oxigênio. O físico percebeu que podia usar esses contrastes na quantidade de oxigênio do sangue para mapear as imagens da atividade cerebral em um exame normal de RNM.
A ideia básica por trás da descoberta de Ogawa foi proposta mais de meio século antes pelo químico Linus Pauling. Na década de 30, Pauling descobriu que a reação do sangue rico em oxigênio e do sangue pobre em oxigênio à força de um campo magnético era diferente em até 20%. Na RNMf, a localização dessas diferenças permite que os cientistas determinem as partes do cérebro que estão sendo irrigadas por sangue e por isso são mais ativas.
Como a RNMf escaneia o cérebro?
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| © istockphoto.com / james steidl Técnico monitora um exame de ressonância magnética |
A RNMf baseia-se na ideia de que o sangue que carrega o oxigênio dos pulmões se comporta de forma diferente, isso em um campo magnético, do que o sangue que já liberou seu oxigênio às células. Em outras palavras, o sangue rico em oxigênio e o sangue pobre em oxigênio possuem uma ressonância magnética diferente. Os cientistas sabem que áreas mais ativas do cérebro recebem mais sangue oxigenado. A RNMf captura esse fluxo sanguíneo elevado para localizar onde há maior atividade. A medida do fluxo e volume de sangue e do uso de oxigênio é chamada de sinal BOLD (nível dependente de oxigênio no sangue).
O aparelho de ressonância magnética é uma parte cara do equipamento (custa entre US$ 500.000 e US$ 2 milhões), que visualiza o cérebro usando uma combinação de ondas de rádio e um campo magnético incrivelmente poderoso [fonte: Pesquisa de Frost & Sullivan (em inglês)]. O típico scanner de RNM da pesquisa possui uma força de três teslas - cerca de 50 mil vezes mais forte que o campo magnético da Terra [fonte: Universidade de Oxford (em inglês)].
Ao deitar dentro da cavidade cilíndrica de um aparelho de ressonância magnética, ele aponta ondas de rádio para os prótons - partículas eletricamente carregadas nos núcleos dos átomos de hidrogênio - na área do corpo a ser estudada. À medida que o campo magnético atinge os prótons, eles se alinham. Então, a máquina libera uma curta rajada de ondas de rádio, que atinge os prótons fora do alinhamento. Quando isso acaba, os prótons voltam a se alinhar, e à medida que o fazem, liberam sinais que a RNMf captura. Os prótons nas áreas do sangue oxigenado produzem os sinais mais fortes.
Um computador processa esses sinais em uma imagem tridimensional do cérebro que os médicos podem examinar de muitos ângulos diferentes. A atividade cerebral é mapeada em quadrados chamados voxels. E cada um representa milhares de células nervosas (neurônios). A cor é adicionada à imagem para criar um mapa das áreas mais ativas no cérebro.
Imagem por RNMf: como é feita?
Geralmente, um exame de RNMf é realizado em um paciente externo (em inglês). Isso significa que você vai até o hospital para fazer o exame e sai mais tarde. Durante o teste, você pode usar o avental do hospital ou suas próprias roupas, mas não pode levar para a sala nenhum metal (zíper, grampo, pino, óculos), pois pode interferir no aparelho.
Durante o exame, você fica deitado em uma mesa. Sua cabeça pode ser presa por um cinto para que fique imóvel. Então, você desliza - com a cabeça erguida - para dentro do aparelho de ressonância cilíndrico. Talvez você tenha que usar tampões de ouvido, pois ele costuma ser muito barulhento.
Enquanto a máquina está escaneando seu cérebro, você será solicitado a realizar alguma tarefa que aumente o fluxo sanguíneo oxigenado a uma parte específica do cérebro. Por exemplo, bater de leve com o polegar nos outros dedos, olhar imagens ou responder a perguntas em uma tela de computador. O exame pode durar de alguns minutos a mais de uma hora. E depois de concluído, um radiologista interpretará os resultados.
Embora um teste de RNMf não utilize radiação, o forte campo magnético e exposição a ondas de rádio podem não ser recomendados para certos grupos de pessoas, como:
- gestantes;
- portadores de desfibrilador interno ou marcapasso;
- portadores de válvulas de coração artificial ou próteses (em inglês);
- portadores de implantes cocleares;
- pacientes com cateter de infusão;
- portadores de grampos para aneurismas cerebrais;
- mulheres com DIU (dispositivo intra-uterino);
- portadores de pinos de metal, parafusos, placas ou grampos cirúrgicos.
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| © istockphoto.com / Hayden Bird Série de imagens do cérebro obtidas em um exame de ressonância magnética |
Análise da RNMf: como é utilizada?
O uso mais básico da RNMf é semelhante ao da RNM - descobrir tecidos lesados ou doentes (nesse caso, no cérebro). Por exemplo, a RNMf pode ser usada para monitorar o crescimento de tumores cerebrais, determinar o seu funcionamento após um derrame, diagnosticar a doença de Alzheimer e descobrir o local de origem dos acidentes vasculares cerebrais.
Os cientistas também estão investigando várias outras possíveis aplicações da RNMf, como:
Mapeamento do cérebro. Essa aplicação determina as partes cerebrais que desempenham funções específicas. Por exemplo, os pesquisadores estão tentando identificar as regiões do cérebro que lidam com a dor para criar terapias mais eficazes contra ela. Outros especialistas estão analisando o local, no cérebro, onde o tempo é percebido para criar novos tratamentos para pessoas que têm dificuldade com a percepção do tempo.
Planejamento de cirurgia. Quando um paciente precisa se submeter a uma cirurgia para a retirada de um tumor cerebral, por exemplo, os médicos podem primeiro fazer um exame do cérebro para determinar exatamente o local a ser operado, de modo que não afete funções cerebrais importantes.
Análise de emoções. A Ressonância Nuclear Magnética funcional pode ajudar os cientistas a compreenderem melhor a natureza da tristeza e de outras emoções. Em um experimento, pesquisadores da UCLA realizaram exames de RNMf em mulheres que tinham perdido há pouco tempo um parente próximo por câncer de mama. Eles descobriram diferenças significativas na atividade cerebral quando elas olharam fotos desses familiares, com base no tipo de tristeza que elas estavam sentindo. Enquanto as mulheres com uma "tristeza comum" apresentaram atividade nas áreas do cérebro que processam a dor emocional, as com uma tristeza mais prolongada ou "complicada" tiveram também atividade maior nas áreas do cérebro associadas ao prazer, vícios e recompensas, sugerindo que a lembrança de seus parentes estava estimulando sentimentos de dor ou prazer [fonte: UCLA (em inglês)].
Pesquisa de mercado. Os anunciantes já questionaram os clientes sobre como se sentem com os produtos e como as propagandas influenciam suas decisões de compra. Agora, eles conseguem ver essas reações analisando diretamente o cérebro dos consumidores. Em um estudo de pesquisa de mercado, a agência de propaganda Arnold Worldwide, com sede em Boston, mostrou várias imagens a seis homens - todos usuários de uísque - durante o exame de seus cérebros para verificar a reação de cada um a um novo anúncio de Jack Daniels. A RNMf não é a forma mais barata de avaliar essas campanhas de publicidade - pode custar de US$ 50 mil a US$ 100 mil para realizar um estudo (se comparado a cerca de US$ 4 mil para um grupo focal) - mas os anunciantes dizem que esse exame lhes dá um tipo totalmente novo de percepção sobre o comportamento do consumidor [fonte: Business Week].
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| ©2009 HowStuffWorksA RNMf não consegue analisar as células cerebrais |
Quais são as vantagens e desvantagens da RNMf?
A grande vantagem da RNMf é que não faz uso de radiação, como os raios X, a tomografia computadorizada e a tomografia por emissão de pósitrons (PET, sigla em inglês). Se feita corretamente, ela não apresenta praticamente nenhum risco. O exame pode avaliar o funcionamento cerebral de forma segura, eficaz e não-invasiva. É fácil de usar e as imagens produzidas são de alta resolução (com detalhes milimétricos). Além disso, se comparada aos métodos tradicionais de questionário para avaliação psicológica, a RNMf é muito mais objetiva.
No entanto, também apresenta desvantagens. Primeiro, é cara. Segundo, ela só consegue capturar uma imagem clara se a pessoa que está sendo examinada permanecer totalmente imóvel. E terceiro, os pesquisadores ainda são sabem completamente como ela funciona.
A maior reclamação dos pesquisadores é que a RNMf consegue analisar apenas o fluxo sanguíneo no cérebro. Ela não consegue avaliar as atividades das células nervosas individuais (neurônios), que são críticas ao funcionamento mental. Cada parte do cérebro estudada é formada por milhares de neurônios individuais, cada um com uma história diferente para contar. Como certas áreas cerebrais que "acendem" na RNMf podem representar várias funções diferentes, é difícil dizer exatamente que tipo de atividade cerebral está sendo representada no exame.
Além disso, pode haver dificuldade na interpretação dos resultados de um exame de RNMf. Por exemplo, em um estudo realizado pelo pesquisador Marco Iacoboni, na UCLA, quando foram mostradas a eleitores indecisos as palavras "democrata", "republicano" e "independente" foi ativada uma área do cérebro chamada amídala, indicando sentimentos de ansiedade e aversão. Mas os três termos também induziram atividade em áreas do cérebro associadas à recompensa, desejo e ligação. Então, como as pessoas se sentiram com essas expressões políticas - aborrecidas ou ligadas a elas? Os pesquisadores tiveram dificuldade em dizer com segurança [fonte: Scientific American (em inglês)].
Devido a essas desvantagens, alguns críticos defendem que a RNMf nada mais é do que uma versão de alta tecnologia da frenologia, pseudociência do século 19 que dizia revelar a personalidade da pessoa com base exclusivamente no formato de seu crânio. No futuro, os pesquisadores esperam tornar a RNMf mais "científica", além de melhorar sua precisão concentrando-se nos neurônios individuais. E acreditam que registrando a atividade elétrica nos neurônios terão uma imagem mais completa e exata da atividade cerebral.
How Stuff Works
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