Identificadas regiões neurais relacionadas com déficit de atenção

Pesquisadores da USP estão desenvolvendo técnicas estatísticas e computacionais para analisar grandes conjuntos de dados biológicos, como imagens de ressonância magnética do cérebro.
[Imagem: Human Connectome Projec]

Computação Cerebral

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).

"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.

Rede neuronal

Já se sabia por meio de estudos realizados pelo mesmo grupo 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 para identificar regiões específicas do cérebro envolvidas com o transtorno que apresentam maior entropia de rede.

Eles compararam imagens de ressonância magnética funcional (fMRI), feitas em oito países, 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 -, afirmaram os autores do estudo.

Transtorno neurobiológico

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.