Composta por neurologistas e engenheiros biom�dicos, a equipe criou um m�todo n�o invasivo para medir o fluxo sangu�neo cerebral usando luz. A abordagem, chamada espectroscopia de onda difusora de interferometria funcional (fiDWS), tem como base o fato de a luz infravermelha “entrar” nos tecidos humanos. Dessa forma, basta iluminar a testa de um paciente com um laser infravermelho para chegar a valiosas informa��es m�dicas.
“Agora, de forma n�o invasiva, podemos avaliar o qu�o bem o c�rebro regula o fluxo sangu�neo e at� mesmo detectar a ativa��o cerebral usando princ�pios semelhantes aos da resson�ncia magn�tica funcional, mas a uma fra��o do custo”, enfatiza Vivek Srinivasan, professor-associado de engenharia biom�dica da UC Davis e autor s�nior do estudo, divulgado na revista Science Advances.
Existem tecnologias baseadas em luz, como a espectroscopia no infravermelho pr�ximo, que poderiam ajudar na avalia��o do fluxo sangu�neo cerebral. Mas, segundo os cientistas da universidade estadunidense, elas apresentam desvantagens na precis�o. J� as t�cnicas atuais que t�m os melhores resultados requerem alto investimento em aparelhos de resson�ncia magn�tica ou de tomografia computadorizada.
Chip simples
A equipe apostou no fato de a luz infravermelha se espalhar pelo corpo humano, incluindo c�lulas sangu�neas, para conseguir captar o sinal de flutua��o da luz que sai do cr�nio e do couro cabeludo. Dessa forma, � poss�vel obter informa��es sobre o fluxo sangu�neo dentro do �rg�o. O sinal emitido, por�m, � extremamente fraco. Para superar o problema, Vivek Srinivasan e o pesquisador de p�s-doutorado Wenjun Zhou recorreram � interferometria — a capacidade das ondas de luz de se sobreporem, refor�ando ou cancelando umas �s outras.
Por meio da interferometria, uma onda de luz forte pode impulsionar uma de luz fraca, aumentando sua energia detectada. Primeiro, os cientistas dividiram o feixe de laser em caminhos de amostra e de refer�ncia. O primeiro vai para a cabe�a do paciente, e o feixe de refer�ncia � direcionado para que se reconecte ao de amostra antes de ir para um detector.
Por conta da interferometria, o feixe de refer�ncia mais forte aumenta o sinal do feixe de amostra fraco. Essa sa�da pode ser medida com um tipo de chip detector de luz simples, encontrado em c�meras digitais. O artefato substitui os detectores de contagem de f�tons, que s�o mais caros. Por fim, um software calcula o �ndice de fluxo sangu�neo para diferentes locais no c�rebro.
Port�til
A equipe descobriu que, com a nova tecnologia, al�m de medir o fluxo sangu�neo mais rapidamente, � poss�vel fazer an�lises cerebrais mais profundas, ajudando, por exemplo, na detec��o de tumores. O tamanho menor do equipamento ainda facilita o transporte dentro de hospitais e cl�nicas — h� a possibilidade de lev�-lo ao quarto de um paciente.
Em testes, a equipe conseguiu detectar mudan�as no fluxo cerebral quando volunt�rios receberam um leve aumento no di�xido de carbono. Em outro experimento, os participantes tinham que resolver um problema matem�tico simples, e os pesquisadores conseguiram medir a ativa��o do c�rtex pr�-frontal durante a execu��o da atividade.
Para os criadores da fiDWS, os resultados obtidos nesse tipo de teste abrem a possibilidade de a abordagem tamb�m ser usada para monitorar as condi��es do c�rebro durante o tratamento de complica��es, para prever danos secund�rios de hemorragias e traumas, e para enriquecer pesquisas neurocient�ficas. Os experimentos contaram com o apoio de Lara Zimmerman, Ryan Martin e Bruce Lyeth, do Departamento de Cirurgia Neurol�gica da UC Davis.