Publicado no website do Jornal da Unicamp | Autoria: Felipe Mateus | Fotos: Divulgação | Edição de imagem: Paulo Cavalheri, Alex Calixto

Compreender os enigmas do cérebro humano é uma tarefa com a qual lidam diversos campos do conhecimento. Um dos mecanismos utilizados para isso é a geração de imagens. Por meio delas, torna-se possível conhecer as estruturas presentes no órgão e também aspectos de seu funcionamento, como o fluxo sanguíneo em suas diferentes regiões e de que forma os impulsos nervosos se relacionam com distintos estímulos e respostas.

Há várias técnicas de geração de imagens disponíveis, dentre as quais a Espectroscopia Funcional no Infravermelho Próximo (fNirs, na sigla em inglês), que permite analisar a atividade cerebral de forma contínua e não invasiva. Apesar de amplamente utilizada, devido a sua versatilidade e operação simples, a fNirs apresenta uma limitação significativa: a dificuldade de reproduzir os estudos em nível individual, fazendo com que seja empregada em estudos que consideram características de grupos. Isso significa que essa ferramenta se revela eficaz para mostrar, por exemplo, os efeitos de uma terapia em um grupo comparado a outro, mas não é a melhor opção para detectar mudanças no cérebro de uma única pessoa. Essa limitação também se manifesta em outras técnicas de neuroimagem.

Uma pesquisa do Grupo de Neurofísica do Instituto de Física “Gleb Wataghin” (IFGW) da Unicamp buscou formas de aperfeiçoar a fNirs, identificando fatores que limitam sua aplicação em nível individual e propondo uma metodologia que supere essas dificuldades. “O objetivo final é fazer disso parte do dia a dia, levar a neurociência para fora do laboratório e inseri-la em ambientes comuns”, explica Sérgio Novi Junior, autor da tese que recebeu o Prêmio Capes de Tese de 2023 na categoria Astronomia/Física. A pesquisa contou com a orientação do professor Rickson Mesquita.

De onde vem o ruído?

A Espectroscopia no Infravermelho Próximo (Nirs, na sigla em inglês) baseia-se nos princípios da óptica de difusão, segundo a qual a luz, quando incide sobre algo, é em parte absorvida e em parte espalhada, fator que depende das propriedades do meio no qual incidiu. No caso da Nirs, a luz se encontra em uma região do infravermelho em que a absorção por tecidos biológicos é baixa. “Isso permite que a luz penetre nesses materiais biológicos e interaja com outras moléculas além da água, componente majoritário nesse tipo de material”, aponta Mesquita. Assim, por exemplo, a partir da interação da luz com as moléculas de hemoglobina presentes no sangue, responsáveis pelo transporte de oxigênio, é possível verificar o funcionamento de partes do organismo, como o cérebro — a letra “f” incluída na sigla fNirs faz referência ao aspecto funcional do diagnóstico.

A limitação da fNirs surge nas discrepâncias presentes no resultado de testes executados em um mesmo voluntário ao longo de um período. Até certo tempo atrás, acreditava-se que isso se devia apenas a variações naturais do cérebro. No entanto, descobriu-se, outros fatores também interferem no processo. “Em uma semana, não há por que o cérebro apresentar as mudanças na escala que os testes apontam”, argumenta Novi Junior, que buscou caracterizar as fontes de ruído e propor soluções.

Entre essas várias fontes, a pesquisa identificou e destrinchou três delas: a primeira, denominada “artefatos de movimento”, refere-se a mudanças na intensidade da luz detectada por conta de movimentos no couro cabeludo que tiram do lugar os sensores, chamados optodos. Para resolver o problema, foi proposto um teste, realizado na Universidade Misericordia (EUA), parceira do estudo. Os optodos foram posicionados na região do lobo temporal, área do cérebro responsável pela linguagem. Os voluntários leram um texto em voz alta, movimentando a mandíbula, e depois silenciosamente. Comparando os resultados, elaborou-se um algoritmo capaz de remover esse efeito dos movimentos.

Outra fonte de ruídos é a ausência de informações anatômicas dos voluntários. O pesquisador explica que o posicionamento dos optodos na cabeça é feito seguindo uma média entre as pessoas, mas os locais exatos de fixação podem variar. “Ocorrem casos em que pensamos em avaliar o córtex motor, mas essa região está um pouco atrás ou à frente do ponto em que colocamos o optodo. Isso causa uma variabilidade grande nos dados”, comenta. Para garantir um posicionamento mais preciso, antes dos testes, parte dos voluntários teve áreas do crânio mapeadas com um neuronavegador, equipamento desenvolvido na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (Feec). Com isso, as áreas a serem submetidas à fNirs passaram a ser identificadas com maior acurácia.

Uma terceira fonte de ruídos é o que Novi Junior chamou de “contaminações de origem sistêmica”: alterações fisiológicas nos voluntários que se refletiam na atividade cerebral, mas que não surgem no órgão. É o caso de alterações na pressão arterial ou nos batimentos cardíacos. Nesse caso, foram também propostos modelos matemáticos capazes de excluir essas interferências.

Novo método

O grande mérito da pesquisa de Novi Junior é o desenvolvimento de uma metodologia responsável por ampliar as possibilidades de aplicação da fNirs em diferentes contextos nos quais mostra-se necessário medir as funções cerebrais de indivíduos ao longo do tempo. O sucesso da nova metodologia comprova-se não só nos testes feitos, mas também nas diferentes parcerias já firmadas. Por exemplo, pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) aproveitaram a pesquisa para analisar o desenvolvimento cerebral de bebês. Já membros da Universidade Western (Canadá) aplicaram a metodologia em pacientes de Unidades de Terapia Intensiva (UTI).

Realizando atualmente um pós-doutorado na Western, Novi Junior celebra o reconhecimento pelo Prêmio Capes de Tese. “O prêmio traz muita visibilidade. Faz as pessoas me conhecerem enquanto pesquisador e abre muitas portas.” A conquista também é motivo de celebração para os colegas na Unicamp. “Para o nosso laboratório, isso é motivo de orgulho, nos traz grande visibilidade no Brasil”, comenta o orientador.

08 de julho de 2022  | por Redação WebContent

2022 celebra a oitava edição do BRAINN CONGRESS, a segunda realizada inteiramente em formato virtual. Em um ambiente digital repleto de interação, os participantes – estudantes e pesquisadores de todo o Brasil – expuseram trabalhos, assistiram a dezenas de horas de programação de alta qualidade e puderam participar de debates sobre alguns dos assuntos científicos mais relevantes da atualidade, em encontros com profissionais de renome internacional.

Os participantes do evento puderam explorar um ambiente virtual especialmente criado para o Congresso.

AS PALESTRAS DO BRAINN CONGRESS

DEBATES SOBRE TEMAS DE ALTA RELEVÂNCIA EM NEUROCIÊNCIAS

DIA 01: EPILEPSIA, ÔMICA E FAKE NEWS

O evento teve início no dia 04 de abril, com as palestras da dra. Simoni Avansini, do jovem pesquisador FAPESP Diogo Troggian Veiga e o impactante encerramento do dr. Luiz Carlos Dias, em uma conversa franca sobre fake news, moderada pelo Coordenador de Educação e Difusão de Conhecimento do CEPID BRAINN, dr. Li Li Min.

A palestra da dra. Avansini retomou temas caros à pesquisadora, que trabalha há anos no estudo de malformações corticais. Avansini apresentou os resultados de um estudo conjunto entre a Unicamp e a Universidade de San Diego, na Califórnia, sobre displasia cortical focal – um tema já explorado em detalhes aqui no website do CEPID. Esse tipo de displasia é a principal causa de epilepsia resistente a medicamentos em crianças, e possivelmente a segunda causa dessa resistência em adultos.

O jovem pesquisador FAPESP dr. Diogo Veiga, atualmente trabalhando na FCM Unicamp junto à pesquisadora do CEPID BRAINN dra. Íscia Lopes-Cendes, explicou em palestra os trabalhos em ômica e single-cell relacionados ao cérebro humano e a doenças neurológicas conduzidos por seu grupo de pesquisas, além de apresentar um panorama atual destas áreas de estudos.

Palestra do dr. Diogo Troggian Veiga, Jovem Pesquisador FAPESP, no 1º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 04 de abril de 2022.

O primeiro dia de palestras terminou com um bate-papo com o dr. Luiz Carlos Dias, da Unicamp, sobre fake news e a enorme relevância que elas tiveram ao longo da pandemia da COVID-19. Luiz participou ativamente de importantes debates públicos sobre conscientização científica nos últimos meses, sendo convidado a mesas redondas para interações com outros grandes divulgadores científicos e influenciadores digitais, e trouxe para a sessão especial que fechou a noite detalhes impressionantes sobre o impacto negativo que as notícias falsas têm na criação de uma sociedade coesa e cientificamente orientada.

Palestra do dr. Luiz Carlos Dias, da Unicamp, sobre Fake News, na Sessão Especial do 1º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 04 de abril de 2022. Mediação: dr. Li Li Min, CEPID BRAINN / Unicamp.

 Ao longo do primeiro dia, assim como ocorreu nos demais dias de evento, alunos apresentaram seus trabalhos em sessões orais e de pôsteres, tendo a oportunidade de apresentar, ao vivo e para todo o público do BRAINN CONGRESS, os principais resultados de suas pesquisas de mestrado, doutorado e pós-doutorado.

DIA 02: IMAGEAMENTO CEREBRAL, DOPAMINA, TRATAMENTOS PARA NEURODEFICIÊNCIAS E NEUROEDUCAÇÃO

O segundo dia do evento começou com a palestra do pesquisador do CEPID BRAINN e professor do Instituto de Física da Unicamp, dr. Rickson Mesquita. Rickson falou sobre uma solução para um dos grandes problemas da neuroimagem: conseguir bons dados de estudo em fisiologia sistêmica global, com foco no cérebro humano. A estratégia apresentada utiliza luz no espectro próximo ao infravermelho, com resultados surpreendentes.

Palestra “Assessment of global systemic physiology with near-infrared light and its implications to neuroimaging” do dr. Rickson Mesquita, da Unicamp, no 2º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 05 de abril de 2022.

A palestra seguinte trouxe a dra. Adrienne Fairhall, professora do Departamento de Fisiologia e Biofísica da Universidade de Washington, em uma discussão sobre sinalização dependente do contexto na dopamina, uma das moléculas presentes no cérebro “mais populares” atualmente, conforme citou a pesquisadora, dados os inúmeros artigos e reportagens que vinculam a dopamina a efeitos importantes no cotidiano, como o “vício” em tecnologia.

Palestra da dra. Adrienne Fairhall, da University of Washington, no 2º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 05 de abril de 2022.

O segundo dia de apresentações também marcou a presença de outra convidada internacional, a dra. Elizabeth Condliffe, da Universidade de Calgary, no Canadá, que trabalha em aprimoramentos de tratamentos para pessoas com paralisia cerebral e outras neurodeficiências crônicas. Seu foco de estudos é o aperfeiçoamento de intervenções clínicas, a fim de promover mudanças neuroplásticas e diminuir os efeitos negativos dessas deficiências ao longo da vida do paciente. A dra. Condliffe falou, ainda, sobre os benefícios do uso de tecnologias inovadoras – como robôs – na neuroreabilitação.

Palestra “Neurorehabilitation Delivery and Assistive Devices: the potential roles of Robotic Gait Trainers”, da dra. Elizabeth Condliffe, da University of Calgary, no 2º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 05 de abril de 2022.

Finalizando o segundo dia do Congresso, o dr. Li Li Min conversou com a professora responsável pela unidade de saúde dos adolescentes no Departamento de Pediatria da Unicamp, a dra. Lilia d´Souza-Li, sobre Neuroeducação. A conversa, com ampla interação com o público, abordou a relevância dos conhecimentos mais atuais sobre formação e plasticidade cerebral na saúde e no cotidiano de adolescentes e jovens adultos.

DIA 03: COVID E REABILITAÇÃO MOTORA

A quarta-feira, dia 06 de abril, marcou a despedida do Congresso deste ano. O dia foi iniciado com a aguardada palestra da dra. Clarissa Yasuda, pesquisadora do CEPID BRAINN, sobre os impactos no cérebro do vírus SARS-CoV-2, abordando as diversas consequências da infecção pelo novo coronavírus. Yasuda atuou desde o início da pandemia na linha de frente contra a COVID-19 e conhece de perto os efeitos nefastos do vírus na saúde humana, assim como os efeitos de longo prazo da doença.

Palestra da dra. Clarissa Yasuda, da Unicamp, no 3º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 06 de abril de 2022.

Fechando o evento, falou o dr. Alexandre Brandão, pesquisador associado do CEPID, com larga experiência em cinesiologia e interação humano-computador na reabilitação motora. Seu trabalho já resultou em diversas inovações em áreas como realidade virtual e reconhecimento gestual. Na palestra, Brandão apresentou os resultados da BRAINN_VR Initiative, utilizando técnicas e tecnologias modernas na reabilitação neurofuncional.

Palestra “BRAINN_VR Initiative: an approach for virtual rehabilitation and neurofunctional recovery”, do dr. Alexandre Brandão, da Unicamp, no 3º dia do 8th BRAINN CONGRESS, em 06 de abril de 2022.

PREMIAÇÕES

Como já é tradição nos Congressos BRAINN, prêmios foram oferecidos aos melhores trabalhos inscritos pelos alunos neste ano. No total, mais de 70 trabalhos foram aceitos e apresentados durante o evento. Confira a seguir a lista dos vencedores do “Best Paper Awards“:

GRADUAÇÃO

Sessão Oral

• “Gray matter atrophy associated with anxiety and depression after mild COVID-19 infection” – Beatriz A Costa
• “Effects of pharmacoresponse on in-vivo neuronal damage in MTLE patients: a longitudinal study” – Eloisa B Granussio
• “Fully Automated Tool for Consciousness Classification Using EEG” – Giovana Gouvea
• “Histopathological evaluation of white matter glia and correlation with MRI findings from epilepsy patients surgically treated in a Brazilian institution” – Ingrid C. S. Cardoso
• “Development of Virtual Reality scenarios attached to a motor imagery based BCI for rehabilitation of lower and upper limbs” – João A. S. Meireles
• “Motor skills dysfunction and fatigue persist after mild infection by SARS-COV 2” – Maria J Mendes

Sessão Pôster

• “Searching for biomarkers of drug resistance in mesial temporal lobe epilepsy using ¹H-NMR spectroscopy” – Alexandre Godoi

MESTRADO

Sessão Oral

• “A pipeline for automated quality assessment of MRSI spectra based on Fuzzy ART neural network and k-means” – Gabriel SM Dias
• “Cannabidiol induces changes in genes associated with energy metabolism, protein translation, neuroplasticity, and chromatin changes in mice ventral CA1 neurons” – João Paulo D Machado
• “Clinical predictors of positive genetic investigation in Developmental and Epileptic Encephalopathies” – Maria Luiza Benevides

Sessão Pôster

“Volumetric Segmentation of the Corpus Callosum: comparing 2D and 3D nnU-Net models trained on diffusion MRI” – Joany Rodrigues

DOUTORADO

Sessão Oral

• “Characterization of the gut microbiome in patients with different forms of epilepsy and autoimmune encephalitis” – Diana M Mejía
• “The role of genomic footprint in the mechanisms underlying mesial temporal lobe epilepsy: a single-cell approach” – Jaqueline Geraldis
• “Static vs. dynamic functional connectivity for EEG-based motor imagery BCIs” – Paula G Rodrigues
• “Fatigue, somnolence and depression persist after six months in recovered individual after the acute COVID-19” – Rafael Batista João

Sessão Pôster

• “Individual characterization of epilepsy patients using functional connectivity” – Bruna M Carlos

PÓS-GRADUAÇÃO

Sessão Oral

• “Circulating nucleic acids as a potential non-invasive biomarker for predicting pharmacoresistant in patients with mesial temporal lobe epilepsy” – Danielle C.F. Bruno
• “The transcriptome of mesial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis” – Estela M Bruxel

Sessão Pôster

• “Multiomics analysis in the plasma of patients in chronic phase of ischemic stroke: insights into molecular mechanisms leading to recovery” – Amanda Donatti

AGENDA

O oitavo Congresso do CEPID BRAINN foi organizado pelo CEPID com apoio da FAPESP e da Universidade Estadual de Campinas, e patrocínio da Brain Support Corporation, e ocorreu entre os dias 04 e 06 de abril de 2022.

Mais informações sobre o evento – tanto sobre as edições passadas quanto sobre o nono Congresso – podem ser encontradas no website oficial: www.brainncongress.com

27 de maio de 2022  | por Felipe Mateus, para o Jornal da Unicamp

O envelhecimento da população é um desafio que bate à porta de governos, instituições e profissionais que se dedicam a planejar o futuro e cuidar do bem-estar das pessoas. No Brasil, o cenário exige atenção. Um levantamento do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea, 2021) aponta uma tendência de redução da taxa de fecundidade acompanhada de maior expectativa de vida dos brasileiros. A população, hoje estimada em 210 milhões, chegaria ao ano de 2100 na faixa dos 178 milhões. O grupo de idosos saltaria dos atuais 15% para 30%. Em um cenário de queda abrupta da fecundidade, o Ipea sinaliza uma redução do total da população para 156 milhões de pessoas, sendo que 40% teriam mais de 65 anos.

A qualidade de vida dessas pessoas exige cuidados especiais. Compreender o funcionamento do cérebro pela detecção de seus sinais pode tornar esses cuidados mais personalizados e eficazes. Este é um dos propósitos do Grupo de Neurofísica, que reúne pesquisadores do Instituto de Física “Gleb Wataghin” (IFGW) em parceria com outras unidades da Unicamp.

“Buscamos entender o cérebro e seus processos, como o envelhecimento do órgão. Também buscamos parâmetros que auxiliem no diagnóstico de doenças, na eficácia de um tratamento e nos prognósticos para a evolução de um paciente”, explica Gabriela Castellano, professora do IFGW e integrante do grupo.

Por meio de análises matemáticas de imagens da anatomia cerebral e de mapas funcionais de processos internos do órgão, os pesquisadores conseguem extrair dados importantes para tratamentos médicos. Também desenvolvem e aprimoram tecnologias que podem ser utilizadas em diferentes terapias. Esses avanços têm o potencial de beneficiar desde idosos até pacientes com doenças neuromotoras, vítimas de acidentes, sequelas de AVCs, entre outros.

“A população mundial está envelhecendo, mais pessoas precisam de algum tipo de reabilitação, e não há clínicas e terapeutas suficientes para atender à demanda. Por isso, uma reabilitação que possa ser feita em casa, supervisionada por um terapeuta de forma remota, por exemplo, será algo decisivo”, pontua Castellano.

Respostas para os fenômenos cerebrais

As pesquisas do grupo dividem-se em estudos anatômicos e funcionais. Os primeiros realizam a análise de imagens da anatomia cerebral para identificar patologias e extrair parâmetros para diagnósticos. Já nos estudos funcionais, os pesquisadores acompanham processos cerebrais que ocorrem por um período determinado, avaliando suas causas e consequências. As abordagens são complementares, ou seja, em um estudo funcional podem ser utilizadas uma série de imagens anatômicas.

“São técnicas que permitem avaliar a dinâmica cerebral, verificar as regiões do cérebro associadas a um estímulo que uma pessoa venha a receber, enquanto desempenha uma tarefa, por exemplo, e também analisar como a dinâmica cerebral muda ao longo de um período”, detalha Gabriela Castellano.

Os sinais emitidos pelo cérebro podem ser elétricos, advindos dos impulsos nervosos; hemodinâmicos, com base no fluxo de sangue do órgão; e metabólicos, relativos à composição neuroquímica cerebral. Combinando os sinais captados, é possível criar mapas que mostram o funcionamento do cérebro, quais regiões estão envolvidas em uma determinada atividade ou estímulo e como um determinado fator pode influenciar essa dinâmica.

As imagens são coletadas por ressonância magnética, tomografia óptica ou eletroencefalografia. Essas técnicas se baseiam em diferentes princípios físicos, como o uso de campos magnéticos, a difusão de luz infravermelha através do couro cabeludo e a captação dos sinais elétricos dos neurônios. Por captarem sinais distintos, a combinação de técnicas é frequente. É o caso do método EEG-fMRI, que combina a eletroencefalografia, mais precisa na indicação do momento em que um fenômeno ocorre, com a ressonância magnética, que mostra com maior clareza a região estimulada.

Segundo Gabriela Castellano, o estudo dos fenômenos físicos do cérebro favorece a identificação de padrões que tornam seu funcionamento mais previsível. “Buscamos entender qual a natureza dos eventos do cérebro. São sinais medidos através de fenômenos físicos complexos. Por exemplo, os sinais da ressonância são medidos por campos magnéticos que interagem entre si. Por isso, com um bom entendimento sobre essas medições, sabemos mais sobre os sinais cerebrais e o que esperar deles”.

Máquinas e cérebros

Um aspecto fundamental dos estudos em neurociência é a interdisciplinaridade. Ela exige dos pesquisadores familiaridade com diferentes campos do conhecimento e capacidade de desenvolver parcerias. Ao mesmo tempo, as descobertas impactam diversas áreas. “A neurofísica ultrapassa a interdisciplinaridade. Ela tem características de transdisciplinaridade. Chegamos a um grau em que, se o pesquisador não consegue lidar, de forma relativamente confortável, com diferentes áreas, como a física, a medicina, a computação, dificilmente será possível responder às questões que nos intrigam”, avalia Rickson Mesquita, docente do IFGW e membro do grupo.

Atualmente, o grupo se dedica a abordar a capacidade de interação entre cérebro, computadores e máquinas e ao desenvolvimento de tecnologias que auxiliem na geração de imagens, captação e processamento dos sinais emitidos pelo cérebro. “De modo particular, buscamos soluções para a medicina. Tentamos desenvolver tecnologias e verificar aspectos dos sinais cerebrais que, hoje, os equipamentos não conseguem medir”, pontua Rickson. Os estudos envolvem pesquisadores de diferentes áreas e são realizados em parceria com outras unidades, como o Instituto de Computação (IC), a Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) e o Hospital de Clínicas (HC).

Rickson explica que os equipamentos desenvolvidos para hospitais e clínicas suprem demandas específicas dos profissionais da saúde. Assim, o conhecimento obtido pelos estudos anatômicos e dinâmicos é aplicado na solução de problemas que surgem no contexto clínico.

“Recentemente desenvolvemos uma tecnologia relacionada à Covid-19, um sistema capaz de monitorar a disfunção endotelial a partir da saturação de oxigênio, problema que pode acometer pacientes em casos mais graves. É um sistema a ser usado especificamente em UTIs, e que está em fase de validação clínica”. Outra tecnologia criada pelo grupo e utilizada no HC da Unicamp é o monitor metabólico, que combina diferentes técnicas para medir o fluxo, a oxigenação sanguínea e o metabolismo cerebral de forma não invasiva. Ele facilita o trabalho de profissionais que atuam em unidades de terapia intensiva (UTI).

Já as pesquisas com a interface cérebro-computador exploram o uso de sinais elétricos emitidos pelo cérebro para comandar dispositivos externos, como mover o cursor de um mouse. Mais do que a possibilidade de controlar o computador com a mente, os estudos são promissores para terapias de estimulação do sistema nervoso central.

“Usamos um protocolo chamado Imagética Motora. Ele parte do princípio de que, quando você imagina um movimento do corpo, são ativadas regiões cerebrais muito similares às que atuam quando o movimento é de fato realizado. São áreas bem localizadas, no córtex motor, uma região no centro do cérebro, e os sinais são detectados com certa facilidade”, explica Castellano. Nesses casos, a imaginação do movimento pode ser usada como recurso complementar ao trabalho motor, já que ela estimula a plasticidade cerebral. “Como são ativadas áreas do cérebro muito similares às relacionadas aos movimentos, ocorre uma reorganização dessas regiões e novas sinapses são criadas”.

O desafio agora é criar equipamentos menores, que possam ser inseridos em experiências do cotidiano em que o cérebro executa uma tarefa ou recebe um estímulo. Por exemplo, para medir a atividade cerebral enquanto as pessoas dirigem ou praticam um esporte. “No cotidiano, o cérebro funciona de forma diferente de quando a pessoa é colocada em uma máquina de ressonância magnética. Não é a mesma coisa medir processos cognitivos em um ambiente natural”, comenta Rickson, que acredita que os estudos devem, com isso, tornar-se mais precisos, ampliando o espectro de aplicação das técnicas. “Há impactos em várias áreas, desde a forma como as crianças aprendem até as mudanças na memória conforme as pessoas envelhecem”.

Neurofeedbacks e realidade virtual

Uma das possíveis  aplicações da neurofísica é o chamado treinamento por neurofeedback, vertente da neurociência que ainda demanda pesquisas que comprovem sua eficácia. Ele se apoia na ideia de que o cérebro pode se automodular para desempenhar atividades a partir de feedbacks, geralmente estímulos visuais que mostram a tarefa sendo executada (como o movimento de um cursor para a direita ou para a esquerda em uma tela, por exemplo). Aplicando-se o conceito da imagética motora, o estímulo neural envolvido no movimento, aliado ao feedback visual, seria benéfico à plasticidade cerebral.

Esse foi o estudo realizado por Carlos Stefano Filho em sua Tese de doutoramento, realizada no IFGW. Pesquisador de pós-doutorado ligado ao Grupo de Neurofísica, ele verificou o quanto a resposta cerebral ao treinamento por neurofeedback era observável por meio da eletroencefalografia. O trabalho recebeu o prêmio de melhor Tese do Instituto em 2021. “A ideia foi desenvolver um sistema de detecção da imaginação motora e devolver o feedback dessa atividade, para que isso pudesse orientar o desenvolvimento de estratégias. Em nosso projeto, o feedback ocorria por meio de um cursor na tela do computador, que se movia conforme os padrões de imaginação que esperávamos detectar”, explica.

23 de dezembro de 2020  | por Redação WebContent

Os pesquisadores do CEPID BRAINN dra. Wu Shin-Ting e dr. Rickson Mesquita e colegas publicaram uma nova pesquisa sobre a tecnologia conhecida como fNIRS (functional near-infrared spectroscopy) na revista científica Computer Methods and Programs in Biomedicine. O artigo poderá ser acessado livremente, sem necessidade de cadastro ou login, até o dia 18 de janeiro no site da publicação (link abaixo).

No trabalho, os pesquisadores explicam o desenvolvimento de um sistema baseado em imagem capaz de aprimorar o posicionamento, na cabeça, dos sensores necessários para realização das medições de fNIRS. Com isso, é possível obter dados de reprodutibilidade de experimentos mais confiáveis e robustos.

Segundo os autores, a partir deste estudo, pesquisas adicionais deverão ser realizadas utilizando a tecnologia em novas regiões corticais e aplicando-a na prática clínica médica.

06 de maio de 2020  | por Redação WebContent

Rickson utilizou dados das Secretarias Municipais de Saúde das cidades da região de Campinas para criar gráficos comparativos das notificações de novos casos e das taxas de transmissão do novo coronavírus na região e em outros estados brasileiros. Os resultados, alerta o pesquisador, indicam que a população não pode relaxar as medidas de distanciamento social.

DADOS: NOVOS CASOS E TAXA DE ESPALHAMENTO DA COVID-19

Um primeiro gráfico exibido na reportagem – e que compartilhamos na imagem logo abaixo – mostra a taxa de crescimento de novos casos por semana, incluindo os períodos de 13 a 19 de março, 20 a 26 de março, 27 de março a 02 de abril, 3 a 9 de abril, 10 a 16 de abril, 17 a 23 de abril e 24 a 30 de abril. É interessante notar que, antes da adoção da quarentena na cidade (semana 20 a 26 de março), houve a maior taxa de crescimento de uma semana para a outra – foi um aumento de quase 4 vezes. Atualmente, o gráfico indica queda no aumento do número de novos casos, mas revela uma quantidade maior de notificações por semana – são cerca de 400 novos infectados a cada sete dias, um número que tende a crescer.

Imagem: EPTV/Rede Globo

Apenas nas últimas duas semanas, a curva de crescimento de transmissão teve um aumento de mais de 60%.

“É possível dizer que não estamos no pico [de infecções]”, afirmou Rickson na reportagem. “Analisando o que [aconteceu] em países que já passaram pelo pico, podemos identificar ao menos 3 estágios diferentes da epidemia. O Brasil e a nossa região de Campinas ainda estão no primeiro”, alertou. “Ainda há um número muito alto de novos casos por semana.”

Um segundo gráfico explicado pela reportagem mostra a taxa de espalhamento diário da doença e indica que uma pessoa infectada tem 11% de chances de passar o vírus para outra – o que é um índice elevado.

Imagem: EPTV/Rede Globo

“Particularmente a taxa de espalhamento – de 11% – chamou muito a atenção. Esse número parece pequeno, mas não é”, disse Rickson.

Esses 11% representam uma taxa de espalhamento maior do que a apresentada por estados como Mato Grosso, Santa Catarina, Goiás e Rio Grande do Norte. Os motivos para este número alto na região de Campinas, segundo Rickson, são a quantidade de casos prévios na região e densidade populacional, que é uma das maiores no país. Por isso, manter o distanciamento social é essencial.

A ORIENTAÇÃO É MANTER O DISTANCIAMENTO SOCIAL

Sabendo que as taxas de crescimento da doença continuam subindo, que ainda não há qualquer tratamento comprovado efetivo para a COVID-19 e que, de acordo com as projeções de pesquisadores, estamos longe do pico da doença, a reportagem termina com diversos alertas sobre a importância de se manter o isolamento social. Pelo menos até o dia 10 de maio, a Prefeitura de Campinas adota um esquema de quarentena, em que apenas serviços essenciais estão abertos e há campanhas de conscientização sobre a importância do distanciamento social e de se ficar em casa. A reportagem reforça, por meio de entrevista com epidemiologista da Unicamp, que não é hora de relaxar as medidas de isolamento.

Hoje, 86% das cidades da região de Campinas possuem casos identificados de COVID-19. Segundo dados da Prefeitura de Campinas (em 05/05), a cidade tem 418 casos confirmados, com 25 óbitos registrados. Em toda a região, são 1071 casos confirmados e 65 mortes.

27 de abril de 2020  | originalmente publicado em Sociedade Brasileira de Física

Por Joice Santos
Bolsista Mídia Ciência – FAPESP
Processo 2019/02744-3

Essa é a primeira matéria da série de iniciativas de físicos brasileiros que pesquisam sobre a Covid-19. Entrevistamos o professor Rickson Coelho Mesquita do Instituto de Física “Gleb Wataghin” (IFGW) da Unicamp, que tem trabalhado na análise de dados da doença no Brasil e ao redor do mundo. Juntamente com colegas do instituto e dois alunos, também estão produzindo Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) para o Hospital de Clínicas da universidade.

Bacharel, mestre e doutor pela Unicamp em física, o professor atua na interface da física e neurociência, fundou em 2011 o laboratório de Óptica Biomédica na Unicamp.

Tendo em vista compreender de que maneira a doença Covid-19 se alastra pelo mundo, Mesquita analisa dados de trinta países obtendo informações das fontes oficiais. Seu interesse, conforme diz, se deu por conta das comparações feitas na mídia sem levar em consideração fatores dimensionais entre países. O foco de sua análise é no número de óbitos.

Em seu laboratório que possui impressoras 3D, estão sendo produzidos dois modelos de EPIs. Veja mais no vídeo abaixo em que o professor explica sobre sua pesquisa.

21 de fevereiro de 2020  | por Redação WebContent

Um novo estudo traz avanços substanciais para a resolução deste problema. Liderado pelo pesquisador Sergio Novi, do grupo de pesquisas do dr. Rickson Mesquita, do CEPID BRAINN, o artigo “Functional near-infrared spectroscopy for speech protocols: characterization of motion artifacts and guidelines for improving data analysis” foi publicado recentemente no periódico científico Neurophotonics e traz informações sobre aprimoramento na obtenção de imagens cerebrais por fNIRS, corrigindo artefatos criados pela movimentação mandibular.

O estudo ganhou destaque no portal oficial da Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica (SPIE, do inglês The International Society for Optics and Photonics), que dedicou um artigo sobre as descobertas.

“O que o estudo de imageamento cerebral demonstra com clareza é uma imagem mais detalhada da ativação do cérebro. (…) Essencialmente, um quadro aprimorado da atividade cerebral emerge quando os artefatos de movimentação são removidos”, afirma o artigo.

O texto explica as dificuldades inerentes à obtenção de imagens cerebrais, seja por MRI ou por fNIRS, e as estratégias adotadas por Novi e colegas para reduzir o “ruído” nos dados criado pela movimentação oral dos pacientes. Corrigindo-os, foi possível obter dados mais confiáveis sobre os níveis de atividade do cérebro e estabelecer um protocolo aprimorado para uso de fNIRS em procedimentos que envolvem a fala.

Para ler o texto completo (em inglês), clique no botão abaixo.

Para ler o estudo publicado no Neurophotonics, siga o link a seguir:

12 de setembro de 2017     Divulgação

Três alunos do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da UNICAMP tiveram seus trabalhos premiados no XXII Congresso Brasileiro de Física Médica (CBFM), a principal reunião científica de Física Médica do Brasil. O congresso ocorreu entre os dias 6 e 9 de setembro na cidade de Ribeirão Preto (SP), e contou com mais de 650 participantes de dentro e fora do Brasil.

Os alunos de pós-graduação do IFGW Sérgio Luiz Novi Junior e Rodrigo T. Massera foram premiados pelo melhor poster apresentado em suas respectivas áreas de conhecimento, Biofísica & Física Molecular e Radiodiagnóstico, respectivamente. Massera se formou em Física e Astronomia pela USP, e atualmente faz seu mestrado junto ao grupo de Física Radiológica Médica, orientado pela Profa. Dra. Alessandra Tomal. Já Novi Jr. se graduou em Física (bacharelado) na UNICAMP e ingressou diretamente no doutorado, sendo orientado pelo Prof. Dr. Rickson C. Mesquita (pesquisador do CEPID BRAINN). Além dos dois, o aluno de graduação em Física Biomédica, Giovanni Hering Scavariello, também orientado por Mesquita, recebeu a premiação de melhor poster apresentado no CBFM, na área de Materiais e Sensores.

Por fim, a ex-aluna de Física Médica do IFGW, Ana Paula Marques, também foi homenageada com o melhor trabalho apresentado na área de Medicina Nuclear. Marques se formou em Física Médica no IFGW, e atualmente faz Mestrado na Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP.

Todos estes resultados só ratificam o IFGW como uma das referências em pesquisas de Física aplicada à Biologia e Medicina no Brasil. Parabenizamos todos os envolvidos pelo esforço, dedicação e reconhecimento à pesquisa.