Cérebro Ver para entender Imagem in vivo Fernanda Tovar-Moll
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Cérebro Ver para entender Imagem in vivo Fernanda Tovar-Moll 29 de novembro de 2013 Doenças do Cérebro Maio de 2013 Para tratar precisamos entender Ver para entender…. Importâncica da neuroimagem, em especial a Ressonância Magnética: • Método diagnóstico de escolha para diversas condições clínicas • No campo da pesquisa clínica e básica, diversas metodologias permitem investigar em humanos estruturas anatômicas e processos funcionais que até então só eram possíveis em modelos animais O estudo quantitativo não invasivo das alterações morfoestruturais e funcionais do cérebro humano in vivo Ressonância Magnética: importância histórica √ 1946 – primeiro experimento com sucesso946 √ The Nobel Prize in Physics 1952 √ The Nobel Prize in Chemistry 2002 IMAGEM POR RM Special visiting professor - 2012 INBEB – CENABIO - UFRJ √ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003 Cem Bilhões de Neurônios?, Lent. Anatomia vascular Estudar as conexões ou circuitos do cérebro Permite estudar os circuitos e funções complexas no cérebro normal Mapear alterações destes circuitos em várias doenças medial Frontal Cortex (mFC) BOLD Time-series normalized cross-correlation time ρxy = corr (PC, mFC) r = 0.75 r = 0.75 Precuneus (PC) time (Changizi 2003; Jerison 1973; Butler and Hodos 1996; Kaas 2000; Krubitzer 2000; from Hagmann et al. 2008; Cherniak 1994; Chklovskii et al. 2002; Laughlin and Sejnowski 2003; Tononi and Sporns 2003) Mapeamento do cérebro No pré-operatótrio de tumores cerebrais fMRI - motor Anaplastic Meningioma Pré-operatótrio de Tumores cerebrais Gangliolioma Pré-operatótrio de Tumores cerebrais Post-Surgery Mapear alterações muito sutis do tecido cerebral Identifica degeneração, inflamação, alterações de função, etc. Esclerose Múltipla • • • • Acomete adultos jovens Prevalencia 30/100 000 nos EUA Brazil (5-30/100 000) Feminino/masculino aproximadamente 3:1 Trapp et al., NEJM 1999 Esclerose Múltipla RM convencional: Fundamental para o diagnóstico/acompanhamento Porém … Baixa correlação Imagem / Sintoma ≠ Técnicas avançadas de neuroimagem Alteração no entendimento da fisiopatologia da EM: Importância do córtex Importância da substância branca e cinzenta aparentemente normal Bagnato et al, 2006 Tovar-Moll et al, 2009 Ikonomidou et al, 2013 Atrofia Cortical na Esclerose Múltipla Alteração no entendimento da fisiopatologia da EM: Importância do córtex Paciente com EM EDSS 1,5 Voluntária saudável mesma idade Doenças Neurodegenerativas • Esclerose lateral amiotrófica • Doença do Neurônio motor • Normalmente – sobrevida de 5 anos após diagnóstico (cerca de 50anos) • Também conhecida por “Lou Gehrig's Disease” Stephen Hawking Doenças Neurodegenerativas • Esclerose lateral amiotrófica • Demência Fronto-temporal • Esclerose lateral amiotrófica vs. esclerose lateral primária 2011 ALS PLS DEMÊNCIAS Diagnóstico de demência tem crescido e a tendência é de continuar crescendo nos próximos anos Consequência direta do aumento da expectativa de vida Doença de Alzheimer afeta 4,5 milhões – EUA 2006 (aumento de até três vezes nos próximos 50 anos) Ainda outros milhões são afetados por Demência vascular, Doença por corpúsculos de Lewy e Demência Fronto-temporal Duas últimas décadas: evolução marcante em diferentes áreas do conhecimento Importância do diagnóstico precoce e diferencial das demências Reconhecimento não só de sintomas clínicos Estudos da fisiopatologia e identificação dos fatores de risco Grande avanço nas possibilidades terapêuticas (Hebert, 2003; Grossman et al 2006) Imagem caracterizando Dç. Alzheimer Fase pré-demência Imagem quantitativa como biomarcador: Reduz o tamanho da amostra NIH Public Access Boa correlação clínicoAlzheimers Dement. Author manuscript; available in PMC 2011 May 1. patológica Author M anuscript Published in final edited form as: Alzheimers Dement. 2010 May ; 6(3): 212–220. doi:10.1016/j.jalz.2010.03.004. Update on the MRI Core of the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative Jack Jr. et al., 2012 Aisen et al., 2010 Alteração cerebral nas demências Não-Alzheimer Degeneração Córtico-basal Demência Fronto-Tempral Tovar-Moll et al., submitted Damage In FTD Damage in CBD Envelhecimento Normal...... Áreas de redução da espessura cortical no idoso saudável Idade média: 25 anos x 70 anos Bramati I., Paiva F., Tura B., Moll J., Tovar-Moll F. Human Brain Mapping 2010 Neuroimagem e Psiquiatria • Vendas aumentando no Brasil e no mundo • Cerca de 44% dos medicamentos controlados no Brasil são para tratar transtornos mentais Takahashi H et al. Biol Psychiatry 2006;59:919 Catafau AM et al2006; Anvisa, OMS Precisamos entender como o cérebro funciona OMS estima (2013-2020): 350 milhões sofrerão de depressão Aumento da ativação cerebral em pacientes com depressão Grecius et al, 2007 Déficit de atenção e hiperatividade CONTROLES Alteração da ativação cerebral PACIENTES Transtorno Obssessivo Compulsivo Voxel-based WM analysis OCD vs CTL (n=10) Skeleton of WM: center of main tracts Fontenelle, LF., Bramati,IE., Moll,J., deOliveira-Souza, R., Tovar-Moll, F. CNSSpectrum. 2011. Mas o cérebro se adapta e se reorganiza Scholz et al. Page 4 PLASTICIDADE CEREBRAL Figure 1. FA increases after juggling training. (a) Colored voxels represent clusters (corrected p<0.05) of significant FA increase from scan 1 to scan 2, superimposed on the mean FA map. (b) Mean FA change from scan 1 from within the cluster shown in (a). Error bars represent standard errors. (*significant relative to baseline at p<0.05; IPS=intraparietal sulcus, POS=parietooccipital sulcus.) X Nat Neurosci . Author manuscript; available in PMC 2010 May 1. Conseguimos medir estas alterações com RM Entendendo a capacidade plástica cerebral NORMAL MALFORMAÇÃO DO CORPO CALOSO Função do corpo caloso parcialmente compensada Sperry et al, 1970; Livy et al., 1997; Paul et al, 2007 Entendendo a capacidade plástica cerebral Formação de feixes anômalos FP FP SIG Tovar-Moll et al., Cerebral Cortex 2007 Tovar-Moll et al. 2013 (under review) Neuroimagem e Reabilitação • Acidente Vascular Cerebral • 3a causa de morte no mundo (5,47 milhões/ 2002) • 1a causa de morte no Brasil (exceção SP) • 1a causa de incapacidade no mundo • 750.000 AVC’s por ano nos E.U.A.; > 150.000 são fatais • “Mais incapacitante do que letal” • > 30% dos sobreviventes tem recuperação incompleta • 20% precisam de auxílio para realizar atividades da vida diária fMRI - NFB fMRI - Neurofeedback Theo Marins Master Project PCM/IDOR - UFRJ Premotor cortex – voluntary modulation Imaginary moviment IDOR “FRIEND” software Imagem do Cérebro Humano • Permite o diagnóstico e acompanhamento de diversas condições clínicas, bem como o entendimento da fisiopatologia • Permite o estudo de características e funções específicas do cérebro humano • Evolução no campo da pesquisa clínica e básica nos últimos anos, inclusive no Brasil • Possibilidades de desenvolvimento de novas plataformas de tecnologias e tratamentos em doenças neurológicas e psiquiátricas Obrigada! NIH Jordan Grafman May Kay Floeter Laura Daniellian Kristina Symonian CNA / IDOR UFRJ Roberto Lent Claudia Vargas IDOR Jerson Lima Paulo Mattos Jorge Moll Ricardo de Oliveira Sergio Ferreira Ivanei Bramati Fernanda De Felice Débora Oliveira Lima Fernanda Ferreira Andrea Souza Erika Rodrigues Paulo Mattos Flávia Miele Gabriel Coutinho CNRS Angela Sirigu Students Elington Lannes (PhD) Myriam Monteiro (PhD) Rodrigo Barbosa (PhD) Ivanei Bramati (PhD) Gabriel Coutinho (PhD) Cláudia Drummond (PhD) Theo Marins (MSc) Julinana Andrade(MSc)
