Orientador: Gabriela Castellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_CarlosSatoBaraldi_M.pdf: 2085782 bytes, checksum: 169421816d56753ab8dbb39c00e0a51f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A técnica de espectroscopia por ressonância magnética (MRS, do inglês Magnetic Resonance Spectroscopy)baseada no núcleo do hidrogênio (1 H -MRS)tem sido muito usada em estudos neurológicos na determinação de padrões metabólicos para várias patologias. A informação fornecida por esta técnica é única, pois permite monitorar níveis de metabólitos específicos, envolvidos em vários aspectos da função cerebral. Até o momento, a grande maioria dos estudos de 1 H -MRS in vivo têm sido "estáticos ", no sentido de que uma única medida é feita, sem se preocupar com informação temporal. Isso se deve à baixa razão sinal-ruído inerente a esta técnica, que obriga à realização de aquisições longas e médias temporais, sacrificando a resolução temporal. No entanto,o advento da técnica de ressonância magnética funcional e de outras técnicas de neuroimagem dinâmicas, que medem parâmetros dinâmicos como fluxo sanguíneo, taxa de oxigenação do sangue, atividades elétrica e magnética do cérebro, naturalmente fez surgir o interesse em se ter uma técnica que pudesse fornecer informação dinâmica sobre as vias metabólicas associadas à função cerebral - uma MRS funcional. O objetivo deste trabalho foi, portanto, verificar a viabilidade da utilização da técnica de MRS in vivo em experimentos funcionais, tendo sido o primeiro realizado nesta área, no Brasil. Para isso foi primeiramente realizado um estudo extensivo sobre os poucos trabalhos existentes na área e as bases bioquímicas da ativação neuronal. Em seguida, foram realizados experimentos e desenvolvidos vários métodos de análise para tentar detectar a variação temporal dos principais metabólitos presentes num espectro cerebral (N-acetil-aspartato total: NAA, Creatina total: Cre, grupo Colina: Cho, grupo Glutamato/Glutamina: Glx, e Lactato: Lac)em indivíduos saudáveis, durante um experimento com estímulo visual. Os experimentos apresentaram uma série de dificuldades, e não foi possível alcançar a alta resolução temporal desejada, sendo que a resolução média ficou na ordem de minutos -o que concorda, no entanto, com a maioria dos trabalhos encontrados na literatura. Não detectamos variações significativas nos níveis de NAA, Cre e Cho, o que também está de acordo com a maioria dos estudos encontrados na literatura. Por outro lado, foram encontradas variações nos níveis de Lac (que aumentaram com o estímulo, o que concorda com a literatura, porém não voltaram ao nível basal após o estímulo, o que não concorda), e variações nos níveis do grupo Glx (que aumentaram com o estímulo, voltando em seguida ao nível basal, o que concorda com a literatura). Embora os resultados encontrados não tenham sido totalmente concordantes com a literatura e não tenha sido possível melhorar a resolução temporal (em relação aos trabalhos da literatura), acreditamos que este trabalho deixa uma significativa contribuição através dos diversos protocolos experimentais e métodos de análise testados, e abre o caminho para pesquisas futuras na área / Abstract: The technique of Magnetic Resonance Spectroscopy using the hydrogen nucleus (1 H -MRS) has been widely used for neurologic research for determining metabolic patterns for many pathologies. The type of information provided by this technique is unique, since it allows monitoring specific metabolic concentrations involved in cerebral function.Until now, the majority of the in vivo 1 H -MRS studies have been "static ", meaning that data acquisition is done with no concern for temporal information. The reason for this is the low signal-to-noise ratio (SNR)inherent to this technique, which imposes long acquisitions and time averaging that sacrifices temporal resolution. However, the development of function Magnetic Resonance Imaging (fMRI)and other time resolved neuroimaging techniques, that measure dynamic parameters such as blood flow, blood oxygenation rate, electric and magnetic cerebral activity, naturally brought up the interest on a technique that would allow a time resolved measure of the specific metabolic concentrations involved on cerebral metabolism - something like a functional MRS. Therefore the goal of this work was to study the feasibility of using the in vivo MRS technique for functional experiments, being the .rst of its kind performed in Brazil.To do so,initially an extensive bibliographic research was done, to comprehend not only the details of these experiments but also the neurochemistry behind the MRS signal.Next, experiments were performed and many analysis methods were developed, in order to attempt to detect temporal variations of the main metabolites present on a typical cerebral spectrum (total N-acetyl-aspartic acid: NAA, total Creatine: Cre, total Choline: Cho, Glutamine/Glutamate group: Glx and Lactate: Lac) in healthy subjects, during a visual stimulation experiment. Those experiments presented a series of difficulties and the desired high temporal resolution was not attained, achieving an average resolution of minutes - the same resolution found on the majority of the works published. We did not detect any significant variation of the NAA, Cre or Cho levels, which supports the conclusions of other works published. On the other hand, we detected variations in the Lactate levels (which increased with the stimulus, as reported in other works, but did not return to base-line levels, which disagrees with the published works), and in the Glx levels (which increased with the stimulus, returning to baseline levels after it, which agrees with the published literature). Although the results found are not totally in agreement with the published literature and it was not possible to improve the temporal resolution (compared to published works), we believe that this work leaves a significant contribution to the field, through the experimental protocols and analysis methods tested, and opens paths for future research in this area / Mestrado / Física / Mestre em Física

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