Que é fMRI?

A ressonância magnética funcional (fMRI) é uma técnica não invasora e segura para medir e traçar as actividades do cérebro durante condições normais assim como doentes. Mede o as mudanças na circulação sanguínea do cérebro que acontecem com actividade de cérebro.

Paciente que está sendo feito a varredura e diagnosticado em um varredor de MRI (ressonância magnética) em um hospital. Crédito de imagem: zlikovec/Shutterstock
Paciente que está sendo feito a varredura e diagnosticado em um varredor de MRI (ressonância magnética) em um hospital. Crédito de imagem: zlikovec/Shutterstock

O fMRI é uma técnica extensivamente usada na radiologia que produz imagens de alta resolução com bom contraste entre tecidos de cérebro diferentes. O princípio básico de fMRI é baseado no facto de que o núcleo de um átomo de hidrogênio possui a propriedade de um ímã pequeno. MRI funcional usa o princípio de ressonância magnética nuclear, que é um fenômeno físico onde determinados núcleos atômicos actuais em um campo magnético estacionário forte absorvem selectivamente ondas de rádio muito de alta freqüência e produzem um sinal eletromagnético com uma freqüência do campo magnético no núcleo.

No fMRI, um campo magnético forte é aplicado para alinhar os átomos de hidrogênio que são orientados de outra maneira aleatòria dentro dos núcleos da água do tecido do interesse. Em cima de aplicar um pulso magnético da radiofrequência em uma freqüência apropriada, estes núcleos absorvem a energia e produzem um sinal (sinal da ressonância magnética) que possa ser detectado pelas bobinas da radiofrequência actuais na instalação de MRI.

Os tipos diferentes de imagens de uma área selecionada do cérebro podem ser obtidos mudando a seqüência de pulsos aplicados e recolhidos da radiofrequência. A duração entre as seqüências sucessivas do pulso aplicadas é tempo da repetição chamada (TR), e a duração entre a aplicação do pulso e a coleção do sinal é hora chamada de ecoar (TE).  

No fMRI, duas vezes de abrandamento diferentes, T1 e T2, são usadas caracterizar um tecido. O tempo de abrandamento longitudinal ou o T1 são a constante de tempo que mede o tempo tomado por átomos de hidrogênio entusiasmado para realinhar com o campo magnético externo. Por outro lado, o tempo de abrandamento transversal ou o T2 são a constante de tempo que mede o tempo tomado por átomos de hidrogênio entusiasmado ao equilíbrio do alcance ou saem da fase (dephasing). As varreduras de T1-weighted (TE curto e TR) e de T2-weighted (TE e TR mais longos) são as seqüências as mais comuns usadas no fMRI.   

Base fisiológico do fMRI

A mudança no sinal do fMRI de acordo com a actividade de cérebro alterada é um efeito indirecto, que dependa da mudança na circulação sanguínea cerebral causada pela actividade neural alterada. Uma actividade neural aumentada eleva o nível de oxigenação do sangue devido a uma procura de energia aumentada que chame subseqüentemente para mais oxigênio. O facto é que o sangue oxigênio-rico e o sangue oxigênio-deficiente possuem as propriedades magnéticas diferentes devido à diferença na concentração da hemoglobina que liga ao oxigênio do sangue. Quando o sangue é mais oxigenado, o sinal é mais forte e vice-versa. Este fenômeno forma a base do fMRI nível-dependente do oxigenação (BOLD) do sangue.

A mudança na circulação sanguínea é um indicador muito sensível da actividade neural alterada. Por exemplo, a batida simples dos dedos em uma mão é capaz de aumentar a circulação sanguínea por 60% na área de motor do cérebro. Devido a este facto, as mudanças CORAJOSAS no sinal da ressonância magnética são sensíveis bastante detectar mudanças subtis na actividade neural relativa às tarefas simples do motor, tais como guardarar uma chávena de café, assim como funções cognitivas complexas, tais como a atenção, a aprendizagem, e a formação da memória.

No fMRI básico, o sinal CORAJOSO fornece somente uma vista geral qualitativa das mudanças que são acontecer devido à estimulação do cérebro comparada à circunstância de descanso. Não pode fornecer a informação em mudanças reais na circulação sanguínea antes que toda a estimulação esteja aplicada.
O fMRI CORAJOSO do contraste é uma alternativa útil para superar esta limitação. Neste método, um agente do contraste é injectado no sangue para detectar quantitativa a circulação sanguínea na linha de base. O contraste CORAJOSO é resultado das mudanças no campo magnético segundo o estado do oxigênio de hemoglobina.  

O princípio básico é que a hemoglobina inteiramente oxigenada é diamagnética, que é magnètica mesma que tecidos de cérebro. Ao contrário, a hemoglobina deoxygenated é paramagnética, que conduz à geração de inclinações magnéticos locais em e à volta do vaso sanguíneo cuja a força depende do nível da hemoglobina. O efeito final no sinal da ressonância magnética depende da força de campo, da seqüência do pulso, e do momento selecionados ecoar.

Este efeito CORAJOSO é relacionado directamente à concentração de hemoglobina deoxygenated; as regiões altamente activas do cérebro têm a concentração alta de hemoglobina oxigenada e mostram sempre uns sinais mais altos. Os agentes do contraste de MRI capazes de alterar a relação da hemoglobina de oxy/deoxy em regiões do cérebro, tais como o gadolínio, são usados para melhorar a qualidade da imagem aumentando o contraste CORAJOSO. O tempo de abrandamento é denotado neste caso como T2*, que resulta basicamente da não uniformidade do campo magnético principal resultou do inclinação magnético local. As seqüências de T2*-weighted MRI são usadas para destacar os efeitos magnéticos da uniformidade para gerar imagens do contraste alto através do fMRI.

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Last Updated: Oct 9, 2018

Dr. Sanchari Sinha Dutta

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Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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