Medir o fluxo sanguíneo óptico no cérebro humano em repouso para detectar atividade espontânea foi demonstrado pela primeira vez por pesquisadores de imagem da Wright State University, prometendo uma maneira melhor de estudar pessoas com autismo, Alzheimer e depressão.

Ulas Sunar, professor associado de biomedicina, engenharia de fatores industriais e humanos, e sua equipe de pesquisadores mostrou que o contraste óptico do fluxo sanguíneo medido pela Espectroscopia de Correlação Difusa pode ser usado para detectar a Conectividade Funcional do Estado de Repouso (RSFC) no cérebro.

A equipe de pesquisa inclui Sunar, que detém o cargo de bolsista de pesquisa em Ohio Research Scholar for Medical Imaging no estado de Wright, e seus pesquisadores Chien Poon, Jun Li, Jeremy Kress e Dan Rohrbach.

As descobertas da equipe foram publicadas recentemente em uma das principais revistas ópticas, o Journal of Biophotonics, cobrindo pesquisas sobre as interações entre luz e materiais biológicos. O trabalho também foi destaque no Biophotonics.World, que serve a comunidade biofotônica mundial como um ponto de acesso central para as notícias e artigos mais recentes sobre os recentes desenvolvimentos científicos na academia e na indústria.

A nova abordagem óptica da equipe é baseada na detecção de dispersão de luz de células sanguíneas em movimento e pode quantificar o contraste absoluto relacionado ao fluxo sanguíneo cerebral. É uma técnica complementar à amplamente conhecida espectroscopia de infravermelho próximo funcional que mede a oxigenação do sangue.

"Estamos vendo que o fluxo sanguíneo mostra maior contraste do que a oxigenação em nossos experimentos de neuroimagem, "disse Sunar." Sob a ativação neuronal, o cérebro pode pedir mais fluxo sanguíneo. É por isso que o fluxo sanguíneo é um parâmetro importante para avaliar a conectividade funcional do estado de repouso do cérebro humano. E também a técnica de imagem do fluxo sanguíneo é relativamente nova. O sistema personalizado foi construído aqui, pelo meu Ph.D. estudante Chien Poon, e demonstramos a abordagem do estado de repouso pela primeira vez em nosso campo. "

Os pesquisadores usaram o parâmetro de fluxo sanguíneo para quantificar RSFC em nove homens adultos saudáveis ​​como um estudo de prova de conceito. A técnica mostrou alta conectividade entre certas áreas do cérebro e baixa conectividade entre outras áreas. Os resultados correspondem a estudos semelhantes realizados anteriormente com outros métodos, como a imagem por ressonância magnética funcional (fMRI).

"Esses são resultados empolgantes em nosso campo, uma vez que o estudo provou o potencial do método de fluxo sanguíneo óptico como um meio não invasivo para avaliar RSFC em humanos, "Sunar disse ao Biophotonics.World." O fluxo sanguíneo cerebral é um parâmetro muito importante para a caracterização de doenças neuronais devido ao seu alto contraste. "

Os estudos RSFC são uma ferramenta valiosa para estudar pessoas com distúrbios que podem dificultar a execução de tarefas. Mas muitas pessoas, como crianças autistas, são candidatos fracos para avaliação de RSFC por fMRI, o que exige que eles fiquem parados por longos intervalos dentro de um espaço de imagem confinado com alto ruído do ímã.

A imagem óptica é altamente adequada para essas pessoas porque é rápida e pode ser realizada por sondas ópticas que podem ser usadas pelo paciente. Os pesquisadores esperam que isso se torne uma ferramenta altamente útil para avaliar de forma não invasiva a função cerebral em pacientes jovens e deficientes.

Sunar disse que a tecnologia também pode ser usada para avaliar o desempenho humano para entender se uma tarefa aumenta o fluxo sanguíneo cerebral e a atividade neural.

“Quando uma tarefa é realizada, o que acontece com o fluxo sanguíneo no cérebro? ", disse ele." Existe um relacionamento? A rede do cérebro está mais conectada no estado de repouso e desempenho? Estas são questões interessantes para investigar. "

A próxima etapa da equipe de pesquisa será modificar o sistema óptico para permitir que ele mostre o fluxo sanguíneo e a oxigenação.

"Estamos trabalhando para combinar vários contrastes de imagem para obter uma imagem mais completa da função cerebral, "Sunar disse." Por exemplo, podemos quantificar a taxa metabólica cerebral do consumo de oxigênio combinando o fluxo sanguíneo e as medições de oxigenação. Esta abordagem terá um grande impacto em muitas áreas, desde a caracterização de doenças neurológicas em ambientes clínicos até a avaliação do desempenho humano relevante para a pesquisa militar. "