Padronização, validação e caracterização de uma nova medida de complexidade cerebral

Resumo

Diversas condições neurológicas e neuropsiquiátricas como a esquizofrenia, depressão, lesões cerebrais e doenças neurodegenerativas parecem estar associadas a alterações no complexo modo como o cérebro humano processa informação, tanto em escala local quanto global. A quantificação da complexidade desta "conectividade efetiva" talamocortical em condições fisiológicas e patológicas constitui-se em um grande desafio para a neurociência contemporânea. Em uma série de estudos recentes, o proponente do presente projeto, em colaboração com centros internacionais de pesquisa, demonstrou que a complexidade em macroescala dos padrões de conectividade efetiva dos circuitos neurais pode ser estimada, de maneira não invasiva a partir de sinais eletrencefalográficos, com uma nova técnica denominada Índice de Complexidade Perturbacional (PCI) (Casali et al., Science Translational Medicine, 2013). Rapidamente a medida ganhou destaque na comunidade científica, sendo atualmente considerada a ferramenta com maior potencial clínico para acessar, de maneira objetiva, o nível de consciência em pacientes que se recuperam do coma. Com o objetivo de desenvolver PCI do ponto de vista técnico e científico, propomos neste projeto uma estreita parceria entre o núcleo de Neuroengenharia e Computação do ICT/UNIFESP e grupos da Universidade de Milão e da Universidade de Pittsburgh para padronizar o cálculo de PCI, validar o seu uso em pacientes com lesões cerebrais e desenvolver novas ferramentas capazes de melhor caracterizar a complexidade cerebral. Diferentes versões da medida serão testadas em sinais simulados e em dados de TMS/EEG coletados em sujeitos saudáveis e pacientes em condições que incluem a esquizofrenia, doença de Alzheimer e lesões cerebrais. Técnicas de reconhecimento de padrões serão então aplicadas para melhor caracterizar a conectividade cerebral efetiva em tais cenários. Esperamos assim que este estudo possa ajudar a levar medidas de complexidade cerebral como PCI ao uso clínico na neurologia, resultando, em última análise, no aprimoramento do diagnóstico, prognóstico e tratamento destas condições. (AU)