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Método identifica regiões cerebrais ligadas ao déficit de atenção

Publicado em 21 dezembro 2014

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP) está desenvolvendo técnicas estatísticas e computacionais para analisar grandes volumes de dados, como imagens de ressonância magnética do cérebro, a fim de identificar marcadores biológicos de disfunções neurológicas como o transtorno de déficit de atenção com hiperatividade (TDAH).

Resultados da pesquisa, realizada com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foram apresentados durante o encontro Brazil-UK Frontiers of Engineering, em novembro, em Jarinu, no interior de São Paulo. “Há oito anos começamos a desenvolver técnicas que relacionam Estatística e Ciência da Computação para analisar conjuntos de dados em Neurociência e Biologia Molecular e tentar identificar marcadores biológicos mais objetivos e baseados em análises quantitativas de disfunções cerebrais”, disse André Fujita, coordenador do projeto.

De acordo com Fujita, as técnicas em desenvolvimento permitem comparar, em diferentes populações, a variabilidade das estruturas de agrupamento de dados biológicos, como as das redes neurais. Já se sabia, por meio de estudos realizados pelo mesmo grupo do IME-USP, que a estrutura da rede neuronal dos pacientes diagnosticados com TDAH é diferente. Nessas pessoas, o cérebro apresenta uma desorganização do funcionamento dos circuitos neuronais, chamada entropia de rede.

Agora, os pesquisadores usaram o método de análise estatística de variabilidade de estrutura de agrupamentos de dados biológicos – chamado Analys of Cluster Structure Variability (Acnova), desenvolvido em colaboração com colegas da Universidade Federal do ABC (UFABC), da Princeton University, nos Estados Unidos, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) – para identificar regiões específicas do cérebro envolvidas com o transtorno que apresentam maior entropia de rede.

No estudo, eles compararam imagens de ressonância magnética funcional (fMRI) do cérebro em estado de repouso de mais de 600 crianças e jovens, com idades entre 7 e 21 anos, com e sem diagnóstico de TDAH. A comparação das imagens cerebrais indicou que existem várias diferenças na estrutura de agrupamento do cérebro.

As estruturas de agrupamento das sub-redes neurais que constituem as áreas dos giros pós-central, temporal superior e inferior do cérebro de pacientes com TDAH apresentaram entropia de rede estatisticamente mais elevada em comparação com crianças e adolescentes com desenvolvimento cerebral normal, apontou o método de análise estatística. Além disso, o método identificou diferenças em regiões do cérebro até então não relacionadas com o transtorno, como o giro angular – que contribui para a integração de informações e desempenha papel importante em muitos processos cognitivos –, afirmara o estudo.

Fujita estima que, no futuro, poderá ser possível diagnosticar o transtorno neurobiológico por imagens de ressonância magnética funcional do cérebro, comparando as estruturas das redes neurais. E que a nova técnica poderá ser aplicada a outros conjuntos de dados relacionados a outras condições.

“O método que propomos também pode ser aplicado a outros conjuntos de dados biológicos de interesse, não apenas imagens de ressonância magnética funcional, como os de expressão de genes de pessoas diagnosticadas com câncer de mama”, acrescentou.

(Agência Fapesp)