INTRODUÇÃO: A forma clássica de encefalomiopatia mitocondrial associada à mutação do DNA mitocondrial m.3243A>G é a Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (síndrome de MELAS). Entretanto, o espectro de manifestações clínicas dos indivíduos que apresentam essa mutação é bastante amplo. OBJETIVO: Descrever o espectro clínico, laboratorial e de imagem de pacientes com doença mitocondrial decorrente da mutação m.3243A>G. MÉTODOS: Estudo descritivo retrospectivo de uma série de casos de pacientes com a mutação m.3243A>G em seguimento no ANEM/HCFMRP-USP. Os dados clínicos e informações sobre exames complementares foram coletados através de revisão sistemática dos prontuários médicos dos pacientes selecionados. Os exames de neuroimagem foram revisados juntamente com neurorradiologista experiente para descrição das lesões encontradas. RESULTADOS: No período compreendido entre maio de 2000 e maio de 2015, a mutação m.3243A>G foi pesquisada em um total de 817 pacientes, em DNA extraído de células do sangue periférico (n= 441), de fragmentos de biópsia de músculo esquelético (n= 293), de ambos (n= 82) e mais raramente de células do sedimento urinário (n=1). Dentre esses, 16 indivíduos de 12 famílias apresentaram a referida mutação, resultando em uma taxa de detecção da mutação de 1,96% nessa população. Foram incluídos no estudo 12 indivíduos de 9 famílias que estavam em seguimento no nosso serviço. Os achados mais comuns nesta série foram em ordem de frequência: sinais de miopatia, transtornos neurocomportamentais, epilepsia, endocrinopatias, ataxia cerebelar, migrânea, episódios semelhantes a AVC, vômitos recorrentes, distúrbios de condução cardíaca, neuropatia periférica e sinais de disautonomia, mioclonias, surdez neurossensorial, cegueira cortical, comprometimento ocular, e proteinúria. Em nossa série, identificamos que cinco pacientes foram classificados com a forma clássica de MELAS, dois apresentaram CPEO associada a outros sintomas como transtornos psiquiátricos e diabetes mellitus. Os demais pacientes apresentavam características clínicas que não configuravam uma síndrome clinica definida. Além das lesões semelhantes a AVC, as lesões reveladas por neuroimagem mais frequentes nessa população foram alteração de sinal dos núcleos da base, atrofia encefálica e alteração de sinal da substância branca, sendo igualmente prevalentes entre os pacientes com a síndrome clássica de MELAS e os pacientes que não apresentaram lesões semelhantes a AVC. Dos pacientes com MELAS, 100% apresentaram pico anômalo de lactado e 60% redução do NAA à espectroscopia de prótons; enquanto que entre os pacientes sem lesões semelhantes a AVC essas alterações foram encontradas em dois e em um paciente Caracterização clínica, laboratorial e de neuroimagem de pacientes com doença mitocondrial associada à mutação m.3243A>G 8 respectivamente. Nós identificamos o achado inédito de azoospermia associada à mutação m.3243A>G. Essa é a maior série de casos de pacientes brasileiros com a mutação m.3243A>G até o momento. CONCLUSÃO: O amplo espectro de apresentação clínica e de neuroimagem é uma característica notável entre os pacientes com a mutação m.3243A>G do DNAmt. Essa desordem deve ser considerada em pacientes com evidência de sinais e sintomas que sugiram acometimento multissistêmico. / INTRODUCTION: The classic form of mitochondrial encephalomyopathy associated with m.3243A>G mutation is the Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (MELAS syndrome). However, the spectrum of clinical manifestations of patients with this mutation is quite wide. OBJECTIVE: To describe the clinical, laboratory and imaging spectrum of patients with mitochondrial disease due to m.3243A>G mutation METHODS: A retrospective descriptive study of a series of cases of patients with the m.3243A>G mutation in follow-up in ANEM/HCFMRP-USP. Clinical data and information about additional tests were collected through systematic review of medical records of selected patients. Neuroimaging studies were reviewed with supervision of experienced neuroradiologist and the lesions were described. RESULTS: Between May 2000 and May 2015, the mutation m.3243A>G was evaluated in a total of 817 patients, on DNA extracted from peripheral blood (n = 441), skeletal muscle biopsy samples (n = 293), both (n = 82) and more rarely urinary sediment cells (n = 1). We founded 16 individuals 12 families with the mutation, resulting in a mutation detection rate of 1.96 % that population. 12 individuals from nine families, who were following at our service, were included in this study. The most common findings in this series were in order of frequency: myopathy signs, neurobehavioral disorders, epilepsy, endocrine disorders, cerebellar ataxia, migraine, stroke-like episodes, recurrent vomiting, cardiac conduction disorders, peripheral neuropathy and signs of dysautonomia, myoclonus, sensorineural deafness, cortical blindness, uveitis, and proteinuria. In our series, we found that five of the patients were classified with the classical MELAS syndrome, two patients had CPEO associated with other symptoms such as psychiatric disorders and diabetes mellitus. The remaining patients had other features of mitochondrial disease not consistent with another recognised syndrome. In addition to stroke-like lesions, the more frequent lesions revealed in neuroimaging studies were deep gray matter changes, brain atrophy and white matter changes. These changes had similar prevalences between the patients with the classic syndrome of MELAS and patients who did not have stroke-like lesions. All patients with classical MELAS have lactate peak and 60% of them have reduction of NAA at spectroscpopy; while these changes were found in two and one patient respectively, in the group of patients without stroke-like lesions. We identified azoospermia in one paciente with classic MELAS, a finding not previously associated with m.3243A>G. At moment, this is the largest Brazilian case series of patients with the m.3243A>G mutation. Clinical, laboratory and neuroimaging features of patients with mitochondrial disease associated with mutation m.3243A > G 10 CONCLUSION: The wide spectrum of clinical presentation and neuroimaging is a notable feature among patients with the mutation m.3243A> G mtDNA. This disorder should be considered in patients with evidence of signs and symptoms suggestive of multisystem involvement.

INTRODUÇÃO: Acidente vascular cerebral (AVC), depressão e prejuízo cognitivo são comorbidades associadas à alta carga mundial de incapacidade. Depressão e prejuízo cognitivo são condições que ocorrem mais frequentemente em pacientes pós-AVC e estão associadas a um aumento da morbimortalidade. OBJETIVO: Investigar potenciais fatores de risco cerebrovasculares associados ao desenvolvimento de depressão pós-AVC (DPA) e prejuízo cognitivo pós-AVC (PC) com base na neuroimagem por ressonância magnética cerebral (RM) e biomarcadores (serotonina, BDNF, IL-6, IL-18) na fase subaguda (1-3 meses) e na fase crônica (até 2 anos de seguimento) após o AVC em sobreviventes do Estudo de Mortalidade e Morbidade do AVC (EMMA), São Paulo, Brasil. MÉTODOS: Amostra de participantes admitidos por AVC no Departamento de Emergências do HU-USP, de abril de 2006 a novembro de 2014, foi submetida a avaliações clínicas e neurológicas. Os principais instrumentos para avaliação de depressão foram: Entrevista Clínica Estruturada para DSM-4 eixo 1 (SCID-I) e Questionário de Saúde do Paciente - versão 9 itens (PHQ-9); e para comprometimento cognitivo: Entrevista Telefônica Modificada para Estado Cognitivo (TICS-M), aplicados em 1-3 meses, 6 meses e anualmente até 2 anos. Além da quantificaçao da DPA e PC e fatores associados em 1-3 meses (fase subaguda), na fase crônica foram realizadas análises de sobrevida pelas curvas de Kaplan-Meier e modelos de regressão logística de Cox (Razão de Risco - RR, interval de confiança- IC95%) para investigar a progressão de DPA ou PC aos 6 meses e 2 anos, de acordo com lateralidade do AVC. RESULTADOS: Dos 103 pacientes elegíveis, 85,4% apresentaram AVC isquêmico e 73,7% foram diagnosticados como primeiro evento. Na fase subaguda, 27,2% apresentaram PC e 13,6% apresentaram DPA (5,8% com \"primeiro episódio\" e 7,8% com depressão \"recorrente\"). DPA e/ou PC foram associados com baixa escolaridade, gênero feminino e idade entre 55 e 74 anos. Em 1-3 meses pós-AVC, a lesão cerebral do hemisfério esquerdo foi mais frequentemente associada ao aumento do PC do que à lesão à direita (71,4% vs. 28,4%, p = 0,005). A DPA não esteve associada à lateralidade do AVC. No geral, os níveis de biomarcadores não apresentaram alterações nos pacientes XX com DPA e PC. No seguimento até 2 anos, foi encontrada uma frequência de 19% de DPA e 38% de PC. A maioria dos participantes (53%) apresentou AVC no hemisfério direito, entretanto o AVC neste hemisfério não esteve associado com DPA ou PC. Confirmando os dados observados em 1-3 meses pós-evento, o AVC do lado esquerdo foi um preditor independente de PC em longo prazo, mas não de DPA. O AVC esquerdo foi associado a uma alta probabilidade de PC (42,6% e 53,2%, respectivamente, aos 6 meses e 2 anos, p-log-rank: 0,002). A RR de PC por AVC à esquerda foi de 3,38 (IC95%, 1,35-8,50) aos 6 meses e foi mantida aos 2 anos (RR 3,38; IC95%, 1,50-7,59). CONCLUSÕES: PC associou-se a uma menor escolaridade, sexo feminino e faixa etária entre 55 a 74 anos. O AVC no hemisfério esquerdo esteve associado a uma maior frequência de PC, apresentando um risco 3 vezes maior para o desenvolvimento de PC ao longo de 2 anos após o AVC / INTRODUCTION: Stroke, depression and cognitive impaiment are comorbidities associated with the high burden of disability worldwide. Depression and cognitive impairment are responsible for increased post-stroke morbidity and mortality. OBJECTIVE: To investigate the cerebrovascular risk factors associated with the development of post-stroke depression (PSD) and post-stroke cognitive impairment (PCI) based on brain magnetic resonance imaging (MRI) and biomarkers (serotonin, BDNF, IL-6, IL-18) in the subacute phase (1-3 months) and in the chronic phase (up to 2 years of follow-up) after stroke in survivors of the Stroke Mortality and Morbidity Study (EMMA), São Paulo, Brazil. METHODS: Stroke participants prospectively admitted at HU-USP Emergency Department from April 2006 to November 2014 underwent clinical and neurological evaluations. The main instruments for evaluation of depression were: Structured Clinical Interview for DSM-4 axis 1 (SCID-I) and Patient Health Questionnaire version 9 items (PHQ-9); and cognitive impairment: Modified Telephone Interview for Cognitive Status (TICS-M), applied in 1-3 months, 6 months and annually up to 2 years. In addition of the quantification of PSD and PCI and associated factors in 1-3 months (subacute phase), survival analyzes were performed on Kaplan-Meier curves and Cox logistic regression models (Hazard Ratio-HR, confidence interval-95% CI) to investigate the progression of PSD or PCI at 6 months and 2 years, according to laterality of the stroke. RESULTS: Of the 103 eligible patients, 85.4% had ischemic stroke and 73.7% had a stroke for the first time. In the subacute phase, 27.2% had PCI and 13.6% had current PSD (5.8% with \"first episode\" and 7.8% with \"recurrent\" depression). PSD and / or PCI were associated with low educational level, female gender and 55-74 years old. In 1-3 months, left-sided stroke was more frequently associated with an increase in PCI than right lesion (71.4% vs. 28.4%, p = 0.005). PSD was not associated with laterality of the stroke. Overall, biomarkers levels did not show changes in patients with PSD and PCI. Up to 2 years follow-up, it was found a frequency of 19% of DPA and 38% of PCI. Most participants (53%) presented right-sided stroke, however, it was not associated with PSD or PCI. Confirming the observed data at 1-3 months post-event, left-sided stroke XXI I was an independent predictor of long-term PCI but not PSD. Left-sided stroke was associated with a high probability of PCI (42.6% and 53.2%, respectively at 6 months and 2 years, p-log rank: 0.002). The risk ratio (RR) of PCI due to left-sided stroke was 3.38 (95% CI, 1.35-8.50) at 6 months and maintained at 2 years (RR 3.38, 95% CI, 1, 50-7.59). CONCLUSIONS: PCI was associated with lower educational level, female gender and age group between 55 and 74 years. Stroke in the left hemisphere was associated with a higher frequency of PCI and the risk of developing cognitive impairment over 2 years after stroke was 3

Objetivo: avaliar as diferenças estruturais e funcionais entre o cérebro de pacientes com tontura postural-perceptual persistente (TPPP) e controles. Método: o estudo foi aprovado pela comissão de ética local. As voluntárias deram consentimento formal. 16 mulheres com TPPP (44.7±8.3 anos) e 16 controles (46.5±8.5 anos) foram pareadas por sexo e idade. Imagens de ressonância magnética funcional (RMf) e estrutural foram adquiridas utilizando sistema 3.0 T durante a visibilização de figuras padronizadas do International Affective Pictures System (IAPS) com valência negativa, positiva e neutra. Realizou-se análise estrutural segmentar e volumétrica com o programa Freesurfer e funcional com o FSL (FMRIB Software Library) usando correção fatia-tempo e de movimento, suavização espacial (5mm FWHM), e normalização no espaço standard MNI (Montreal Neurological Institute). O modelo linear geral (GLM) incluiu regressores por grupo e condições. Adotou-se um limiar de Z = 3.09 (p < 0.001) para cada vóxel, e um nível de significância para correção de clusters de p < 0.05. O Z=2.3 foi utilizado na comparação entre grupos. Resultados: o grupo com TPPP apresentou ativação na região do córtex cingulado anterior na diferença entre contrastes positivos e negativos por queda de sinal na visibilização de estímulos negativos; enquanto o grupo controle teve efeito BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) positivo na região amigdaliana bilateralmente na diferença entre contrastes negativos e positivos. Houve ativação em giro angular esquerdo na diferença entre contrastes negativos e positivos e entre grupos (pacientes > controles). Conclusão: ativação em região amigdaliana em resposta a estímulos negativos em relação aos positivos é frequentemente encontrada em pacientes com ansiedade e síndrome do estresse pós-traumático, mas não foi vista no nosso grupo com TPPP, só no controle. Por outro lado, o grupo com TPPP mostrou desativação da região do córtex cingulado anterior, um modelo descrito em algumas, mas não em todas as disfunções ansiosas, e não identificado no grupo controle. Além disto, o efeito BOLD positivo na região do giro angular esquerdo, área não inclusa no sistema límbico, com múltiplas funções, dentre elas a orientação espacial, indicam que mais trabalhos são necessários para elucidar o mecanismo cerebral da TPPP / Objectives: evaluate structural and functional differences in brain among patients with postural perceptual persistent dizziness (PPPD) and controls. Method: The study was approved by local IRB, and volunteers gave their informed consent. Sixteen women with PPPD (44.7 ± 8.3 years-old) were compared to 16 controls (46.5 ± 8.5 years-old) matched by age and gender. Structural and functional brain images were acquired in a 3.0T MRI system while subjects were presented with pictures from a standard reference (International Affective Pictures System - IAPS) with positive, neutral and negative emotional valence stimuli. Structural images were analysed in Freesurfer program and fMRI images in FSL (FMRIB Software Library) using slice-time and motion correction, spatial smoothing (5mm FWHM), and normalized images into MNI standard space. The GLM model included regressors for groups and conditions. A threshold Z-score = 3.09 (p < 0.001) was used for each voxel, and was adopted the correction by clusters at a p < 0.05 significance level. A Z-score = 2.3 was used for comparison between groups. Results: the PPPD group showed increased brain response at anterior cingulate cortex when comparing [positive > negative] stimuli as a result of deactivation during negative stimuli, whereas the control group had positive BOLD when comparing [negative > positive] stimuli at amigdala region in both sides. PPPD group had increased brain response when comparing [negative>positive] stimuli and [patients > controls] in the left angular gyrus. Conclusion: The amygdala region activation in control group in response to negative than positive stimuli is a pattern often found in patients with anxiety and traumatic stress but not was seen in our patient group. In contrast, they showed deactivation of the anterior cingulate cortex in response to negative stimuli, a pattern found in some, but not all anxiety disorders, and not identified in the control group. Otherwise, the positive BOLD in angular gyrus, brain area not included in limbic system, with multiple functions, including spatial orientation, indicate that more work is needed to elucidate brain mechanisms underlying PPPD

INTRODUÇÃO: A forma clássica de encefalomiopatia mitocondrial associada à mutação do DNA mitocondrial m.3243A>G é a Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (síndrome de MELAS). Entretanto, o espectro de manifestações clínicas dos indivíduos que apresentam essa mutação é bastante amplo. OBJETIVO: Descrever o espectro clínico, laboratorial e de imagem de pacientes com doença mitocondrial decorrente da mutação m.3243A>G. MÉTODOS: Estudo descritivo retrospectivo de uma série de casos de pacientes com a mutação m.3243A>G em seguimento no ANEM/HCFMRP-USP. Os dados clínicos e informações sobre exames complementares foram coletados através de revisão sistemática dos prontuários médicos dos pacientes selecionados. Os exames de neuroimagem foram revisados juntamente com neurorradiologista experiente para descrição das lesões encontradas. RESULTADOS: No período compreendido entre maio de 2000 e maio de 2015, a mutação m.3243A>G foi pesquisada em um total de 817 pacientes, em DNA extraído de células do sangue periférico (n= 441), de fragmentos de biópsia de músculo esquelético (n= 293), de ambos (n= 82) e mais raramente de células do sedimento urinário (n=1). Dentre esses, 16 indivíduos de 12 famílias apresentaram a referida mutação, resultando em uma taxa de detecção da mutação de 1,96% nessa população. Foram incluídos no estudo 12 indivíduos de 9 famílias que estavam em seguimento no nosso serviço. Os achados mais comuns nesta série foram em ordem de frequência: sinais de miopatia, transtornos neurocomportamentais, epilepsia, endocrinopatias, ataxia cerebelar, migrânea, episódios semelhantes a AVC, vômitos recorrentes, distúrbios de condução cardíaca, neuropatia periférica e sinais de disautonomia, mioclonias, surdez neurossensorial, cegueira cortical, comprometimento ocular, e proteinúria. Em nossa série, identificamos que cinco pacientes foram classificados com a forma clássica de MELAS, dois apresentaram CPEO associada a outros sintomas como transtornos psiquiátricos e diabetes mellitus. Os demais pacientes apresentavam características clínicas que não configuravam uma síndrome clinica definida. Além das lesões semelhantes a AVC, as lesões reveladas por neuroimagem mais frequentes nessa população foram alteração de sinal dos núcleos da base, atrofia encefálica e alteração de sinal da substância branca, sendo igualmente prevalentes entre os pacientes com a síndrome clássica de MELAS e os pacientes que não apresentaram lesões semelhantes a AVC. Dos pacientes com MELAS, 100% apresentaram pico anômalo de lactado e 60% redução do NAA à espectroscopia de prótons; enquanto que entre os pacientes sem lesões semelhantes a AVC essas alterações foram encontradas em dois e em um paciente Caracterização clínica, laboratorial e de neuroimagem de pacientes com doença mitocondrial associada à mutação m.3243A>G 8 respectivamente. Nós identificamos o achado inédito de azoospermia associada à mutação m.3243A>G. Essa é a maior série de casos de pacientes brasileiros com a mutação m.3243A>G até o momento. CONCLUSÃO: O amplo espectro de apresentação clínica e de neuroimagem é uma característica notável entre os pacientes com a mutação m.3243A>G do DNAmt. Essa desordem deve ser considerada em pacientes com evidência de sinais e sintomas que sugiram acometimento multissistêmico. / INTRODUCTION: The classic form of mitochondrial encephalomyopathy associated with m.3243A>G mutation is the Mitochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke-like episodes (MELAS syndrome). However, the spectrum of clinical manifestations of patients with this mutation is quite wide. OBJECTIVE: To describe the clinical, laboratory and imaging spectrum of patients with mitochondrial disease due to m.3243A>G mutation METHODS: A retrospective descriptive study of a series of cases of patients with the m.3243A>G mutation in follow-up in ANEM/HCFMRP-USP. Clinical data and information about additional tests were collected through systematic review of medical records of selected patients. Neuroimaging studies were reviewed with supervision of experienced neuroradiologist and the lesions were described. RESULTS: Between May 2000 and May 2015, the mutation m.3243A>G was evaluated in a total of 817 patients, on DNA extracted from peripheral blood (n = 441), skeletal muscle biopsy samples (n = 293), both (n = 82) and more rarely urinary sediment cells (n = 1). We founded 16 individuals 12 families with the mutation, resulting in a mutation detection rate of 1.96 % that population. 12 individuals from nine families, who were following at our service, were included in this study. The most common findings in this series were in order of frequency: myopathy signs, neurobehavioral disorders, epilepsy, endocrine disorders, cerebellar ataxia, migraine, stroke-like episodes, recurrent vomiting, cardiac conduction disorders, peripheral neuropathy and signs of dysautonomia, myoclonus, sensorineural deafness, cortical blindness, uveitis, and proteinuria. In our series, we found that five of the patients were classified with the classical MELAS syndrome, two patients had CPEO associated with other symptoms such as psychiatric disorders and diabetes mellitus. The remaining patients had other features of mitochondrial disease not consistent with another recognised syndrome. In addition to stroke-like lesions, the more frequent lesions revealed in neuroimaging studies were deep gray matter changes, brain atrophy and white matter changes. These changes had similar prevalences between the patients with the classic syndrome of MELAS and patients who did not have stroke-like lesions. All patients with classical MELAS have lactate peak and 60% of them have reduction of NAA at spectroscpopy; while these changes were found in two and one patient respectively, in the group of patients without stroke-like lesions. We identified azoospermia in one paciente with classic MELAS, a finding not previously associated with m.3243A>G. At moment, this is the largest Brazilian case series of patients with the m.3243A>G mutation. Clinical, laboratory and neuroimaging features of patients with mitochondrial disease associated with mutation m.3243A > G 10 CONCLUSION: The wide spectrum of clinical presentation and neuroimaging is a notable feature among patients with the mutation m.3243A> G mtDNA. This disorder should be considered in patients with evidence of signs and symptoms suggestive of multisystem involvement.

Os fatores de risco cardiovascular (FRCV) podem estar associados com pior funcionamento cognitivo em idosos e afetar a estrutura cerebral. Usando ressonância magnética (RM) e morfometria baseada em voxel (voxel-based morphometry; VBM), foram avaliados neste estudo volumes regionais de substância branca (SB) cerebral em uma amostra de base populacional de indivíduos saudáveis com idades entre 65-75 anos (n = 156). Usando o escore de risco de Framingham (ERF) como índice de risco cardiovascular, subdividimos a amostra total em três subgrupos de acordo com a gravidade de FRCV. Comparamos os volumes regionais cerebrais de SB entre estes grupos, e investigamos a relação entre volume de SB e desempenho cognitivo. Por fim, dada a possível influência de variações no gene que codifica a apoliproteína E (APOE) sobre cognição, anatomia cerebral e FRCV, avaliamos possíveis mudanças nos resultados das análises volumétricas cerebrais dependendo da presença do alelo APOE?4. No subgrupo de alto risco, detectamos clusteres com volume significativamente menor de SB na região pré-frontal direita dorsolateral juxtacortical em comparação com ambos os subgrupos de baixo e médio risco cardiovascular. Estes achados permaneceram os mesmos quando a análise estatística levou em conta a presença do alelo APOE?4 como covariável de confusão. O desempenho em tarefa cognitiva de controle inibitório foi inversamente correlacionado com o volume de SB pré-frontal direita, em proporção direta com o grau de risco cardiovascular. Redução significativa na SB parietal profunda também foi detectada bilateralmente no subgrupo de alto RCV em comparação com os outros dois subgrupos. Este é o primeiro estudo de VBM usando amostra grande de idosos a documentar a topografia de déficits volumétricos de SB associados com alto ERF em todo o cérebro. A associação significativa entre menor volume de SB e pior desempenho cognitivo em termos de resposta inibitória indica que as mudanças de volume de SB pré-frontal relacionadas com FRCV são clinicamente significativas, uma vez que o controle inibitório é uma operação cognitiva amplamente reconhecida por depender da integridade cortical pré-frontal / Cardiovascular risk factors (CVRF) may be associated with poor cognitive functioning in elderlies and affect brain structure. Using magnetic resonance imaging (MRI) and voxel-based morphometry (VBM), we assessed regional white matter (WM) volumes in a population-based sample of healthy individuals aged 65-75 years (n=156). Using the Framingham Risk Score (FRS) to assess the severity of CVRF, we subdivided the sample in three subgroups. We compared regional WM volumes in the brain between these subgroups, and investigated the relationship between WM volumes and cognitive performance. Also, given the possible influence of variations in the gene that code the apoliprotein E (APOE) on cognition, brain anatomy and CVRF, we evaluate changes in the results of our volumetric analysis depending on the presence of the APOE?4 allele. In the high-risk subgroup, we detected one cluster of significantly reduced WM volume in the right juxtacortical dorsolateral prefrontal region compared to both low- and intermediate-risk subgroups. This finding remained unchanged when the analysis was repeated taking into account the presence of the APOE?4 allele as a confounding covariate. Inhibitory control performance was negatively related to right prefrontal WM volume, in direct proportion to the degree of CVRF. Significantly reduced deep parietal WM was also detected bilaterally in the high-risk CVRF subgroup. This is the first large VBM study documenting the topography of WM volume deficits associated with high FRS across the whole brain. The significant association regarding poor response inhibition indicates that prefrontal WM volume changes related to CVR are clinically meaningful, since inhibitory control is a cognitive operation widely known to rely on prefrontal cortical integrity

Introdução: Pacientes que sobrevivem ao traumatismo crânio-encefálico (TCE) apresentam declínio cognitivo e sinais indiretos de atrofia cerebral maiores que o esperado para a população normal. Dentro do universo das lesões englobadas sob o termo TCE há diferentes tipos de lesões, que podem ser divididas entre focais e difusas. A lesão axonial difusa (LAD), está presente em quase todos os pacientes com TCE moderado e grave. Não há estudos que descrevam longitudinalmente o que ocorre nos exames de imagem após o TCE em um grupo com diagnóstico clínico e radiológico de LAD sem lesões focais significativas. Este estudo tem como objetivo avaliar a carga de lesões da LAD através de uma contagem sistematizada, avaliar a taxa de atrofia de diferentes compartimentos do encéfalo de forma longitudinal, e verificar se o número de lesões mostra correlação com tais taxas de atrofia e ou com testes neuropsicológicos que avaliam desempenho executivo e de memória. Método: Foram selecionados 24 pacientes com diagnóstico clínico-radiológico de LAD e realizados exames de RM nos meses 2 (fase 1), 6 (fase 2) e 12 (fase 3) após o TCE. Nas fases 2 e 3 foi realizada avaliação neuropsicológica. Foi realizada contagem de lesões segundo a Microbleed Anatomical and Rating Scale (MARS). Nos definidos momentos foi realizada avaliação do volume do encéfalo através do software FreeSurfer. Foram avaliados a capacidade executiva através dos testes Trail Making Test (TMT) A e B, e a capacidade de recordação através do teste Hopkins Verbal Learning Test (HLVT) em seus componente de recordação imediata (HVLT-RI), tardia (RVLT-RT) e reconhecimento (HVLT-R). Foi testada correlação da carga lesional com a redução de volume dos compartimentos substância branca (VSB), substância cinzenta cortical (VCC), substância cinzenta subcortical (VCS) volume cerebral total (VCT). Foram ainda realizados testes de correlação da carga lesional total e por sítio anatômico com os testes TMT e HVLT e de correlação do grau de atrofia do VSB, VCC, VCS e VCT com os testes HVLT e TMT. Foram considerados positivos os resultados com p<0,05. Resultados: O VSB foi significativamente diferente entre as fases 2 e 3 e entre as fases 1 e 3, com redução de volume de 4,0% no intervalo total do estudo. O VCT foi significativamente diferente entre as fases 2 e 3 meses e entre as fases 1 e 3, com redução de volume de 1,9% no intervalo total do estudo. O VCC não foi significativamente diferente nas 3 fases. O VCS foi significativamente diferente entre as fases 1 e 2; fases 2 e 3 e entre as fases 1 e 3, com redução de volume de 3,7%. O número médio de lesões pela tabela MARS foi de 128 (DP 95), e mostrou correlação positiva e significativa com a redução do VSB, e não demonstrou correlação com a redução de volume dos demais compartimentos. Houve diferença significativa nos resultados dos testes TMT-A e TMT-B entre as fases 2 e 3, com maior rapidez na execução do teste na fase 3. Houve diferença significativa entre os resultados do teste HVLT-RI as fases 2 e 3, com maior número de palavras recordada na fase 3. Não houve diferença significativa nos resultados dos testes HVLT-RT e HVLT-R nas 2 fases. Houve correlação entre o resultado dos testes TMT-B nas fases 2 e 3 com a redução do VCT e entre os resultados do teste TMT-A na fase 3 com a redução do VSB. Não foi encontrada qualquer correlação entre o número de lesões segundo o sítio anatômico da tabela MARS com o desempenho nos testes TMT-A ou TMT-B. Não foi encontrada correlação entre os testes HVLT-RI, HVLT-RT ou HVLT-R com a redução dos volumes de VCT, VSB ou VCC. Discussão e Conclusões: Houve redução significativa do VCT, VSB e VCC ao longo do intervalo entre as fases 1 e 3 do estudo, e simultaneamente houve melhora no desempenho dos testes executivos TMT-A e TMT-B. Tais achados podem ser interpretados como uma resultante daquilo que modelos animais têm demonstrado na evolução do TCE: existe um processo contínuo no tecido cerebral após o TCE, que inclui o clareamento dos debris celulares irremediavelmente lesados e reparação de parte do tecido neural que sofreu lesões reversíveis no momento do trauma, tudo isso contribuindo para uma melhora no desempenho cognitivo, ao mesmo tempo em que ocorre redução do volume dos compartimentos encefálicos. A avaliação da carga lesional mostrou-se de valor prognóstico, pois manteve correlação com o grau de atrofia do VSB no intervalo do estudo / Introduction: Patients who survive traumatic brain injury (TBI) present cognitive decline and indirect signs of brain atrophy greater than expected for the normal population. Within the universe of injuries encompassed under the term TBI there are different types of injuries, which can be divided between focal and diffuse. Diffuse axonal injury (DAI) is present in almost all patients with moderate and severe TBI. There are no longitudinal studies describing imaging findings after TBI in a group with clinical and radiological diagnosis of DAI without significant focal lesions. This study aims to evaluate the DAI lesion load through a systematic counting approach, to evaluate longitudinally the atrophy rate of various brain compartments and to verify correlations between the lesion load and atrophy rates and their correlation with neuropsychological tests evaluating executive and memory performances. Method: 24 patients with clinical and radiological diagnosis of DAI were selected and they were submitted to MRI scans in 2, 6 and 12 months after TBI, as defined as the phase 1, phase 2, and phase 3 of the study. In phases 2 and 3 neuropsychological assessment was performed. Lesion load was quantified according to Microbleed Anatomical and Rating Scale (MARS). In all the 3 phases brain volume assessment was performed by FreeSurfer software. The executive capacity was evaluated by the Trail Making Test (TMT) A and B, and the memory capacity by the Hopkins Verbal Learning Test (HLVT) in its immediate recall component (HVLT-IR), late recall (RVLT-LR) and recognition (HVLT-R). The lesional load was correlated to the reduction in white matter volume (WMV), cortical gray matter volume (CGV), and subcortical gray matter (SGV) and total brain volume (TBV). Correlation of the total lesion load and anatomical site were correlated to TMT and HVLT tests. It was also performed correlation between degree of atrophy of the WMV, CGV, SGV and TGV with HVLT and TMT tests. Positive results were considered with p < 0.05. Results: The WMV was significantly different between phases 2 and 3 and between phases 1 and 3, with volume reduction of 4.0% in the total study interval. TBV was significantly different between the phases 2 and 3 and between phases 1 and 3, with volume reduction of 1.9% in the total study interval. The CGV was not significantly different in any of the 3 phases. The SGV was significantly different between phases 1 and 2, phases 2 and 3 and between phases 1 and 3, with 3.7% volume reduction in the total study interval. The mean lesion load assessment by MARS was 128 (SD 95) and showed a positive and significant correlation with the reduction in the WMV, and no correlation with the volume reduction of the other evaluated compartments. There were significant differences in the results of the TMT-A and TMT-B tests between phases 2 and 3, with faster execution of the test in phase 3. There were significant differences between the HVLT-IR results phases 2 and 3, with the largest number of words recalled in phase 3. There were no significant differences in the results of HVLT-LR tests and HVLT-R in 2 phases. There were correlations between the result of TMT-B test at phases 2 and 3 to the reduction of the TBV and the results of the TMT at phase 3 to the WMV reduction. There were no correlations between the anatomical site lesion load with the performance in the TMT-A and TMT-B. No correlations were found between HVLT-IR, HVLT-LR or HVLT-R with volume reduction of TBV, WMV or CGM. Discussion and Conclusions: There was a significant volume reduction in TBV, WMV and SGV during the study interval, while there was an improvement the executive tests TMT-A and TMT-B performance. These findings can be interpreted as a result of what animal models have shown the evolution of the ECT: there is a continuous process in the brain tissue after TBI, including clearing irreparably damaged cell debris and repair of the neural tissue components that suffered reversible injuries at the moment of trauma. Those processes contribute to an improvement in cognitive performance, while reduction of the volume of the encephalic compartments occurs at the same time. The lesion evaluation has proven its prognostic value as it showed correlation with the degree of WMV reduction

INTRODUÇAO: Recentes achados experimentais sugerem que a cocaína na forma crack é mais neurotóxica quando comparada à cocaína inalada. Estes estudos são congruentes com os achados clínicos de que pacientes com transtorno por uso da cocaína e usuários de crack têm pior prognóstico e mais consequências adversas para à saúde. OBJETIVO: Investigar alterações diferenciais em substância cinzenta cerebral (SC) e prejuízos neurocognitivos entre usuários de crack (CRACK), cocaína inalada (COC) e controles. MÉTODOS: 78 indivíduos adultos foram avaliados neste estudo (16 CRACK, 26 COC e 36 controles). Todos indivíduos realizaram uma bateria abrangente de testes neurocognitivos. Dados estruturais do cérebro foram analisados através de um protocolo de morfometria baseada em voxels (VBM) e do Statistical Parametric Mapping (SPM) 12. Diferenças em volume de substância cinzenta entre os três grupos foram avaliadas através de um modelo fatorial tendo idade e escolaridade como covariáveis. Foram realizados testes de correlação entre variáveis de uso da cocaína e volume de substância cinzenta. RESULTADOS: Participantes do grupo CRACK apresentaram volumes menores de SC no córtex orbitofrontal esquerdo (p < 0,001), cingulado anterior bilateral (p < 0,001), córtex precentral direito e córtex temporal medial (p < 0,05) em relação aos controles. Em comparação aos indivíduos do grupo COC, os indivíduos do grupo CRACK tiveram volumes menores de SC no córtex orbitofrontal esquerdo (p < 0,001), cingulado anterior direito (p < 0,05) e giro parietal superior esquerdo (p < 0,001). A idade de início de uso da cocaína mais precoce foi associada a volumes menores de SC no córtex temporal superior esquerdo (p < 0,05) e lóbulo paracentral direito (p < 0,05) no grupo total de usuários e CRACK. Anos de uso da cocaína foram associados negativamente ao volume de SC no polo temporal medial direito (p < 0,05) no grupo CRACK. O uso da droga no último mês foi associado a volumes menores de SC em córtex parahipocampal e hipocampo direito (p < 0,05) no grupo total de usuários e CRACK e cíngulo anterior direito apenas no grupo CRACK (p < 0,05). CRACK e COC desempenharam pior que os controles em funções executivas globais e impulsividade. CONCLUSÕES: Nossos resultados sugerem que usuários de crack apresentam alterações mais graves em região pré-frontal e prejuízos em funções cognitivas como auto-monitorização e funções executivas quando comparados a usuários de cocaína inalada. Variáveis como idade de início da cocaína, anos de uso e dias de uso da droga no último mês foram associadas a volumes menores de SC em regiões corticais relacionadas ao funcionamento executivo e controle inibitório. Em conclusão, usuários de crack apresentaram mais prejuízos em região pré-frontal do cérebro e novos estudos longitudinais poderão contribuir para uma melhor compreensão de como tais alterações podem impactar negativamente o curso clínico e resultados no tratamento / BACKGROUND: Recent experimental studies have shown that smoked crack is more neurotoxic when compared with intranasal cocaine. These reports are congruent with clinical findings that crack-addicted patients have a worse prognosis and more severe health consequences. AIM: To examine differential gray matter (GM) alterations and neurocognitive impairments in crack-addicted patients (CRACK) compared with intrasanal cocaine-addicted patients (COC) and controls. METHODS: 78 adult male subjects were evaluated in this study (16 CRACK, 26 COC and 36 controls). Subjects were submitted to an extensive battery of neurocognitive tests. Structural brain data were analyzed using a voxel-based morphometry (VBM) protocol and the Statistical Parametric Mapping (SPM) 12. Differences in gray matter volume among the three groups were investigated with a full-factorial model controlling for age and years of education. We have performed a correlation analysis between variables of cocaine use and gray matter volume. RESULTS: CRACK presented significantly reduced GM volume in left orbitofrontal (p < .001), bilateral anterior cingulate (p < .001), right precentral gyrus (p < .05), and right medial temporal cortex (p < .05) compared with controls. When directly compared with COC, CRACK had reduced GM volume in left orbitofrontal (p < .001), right anterior cingulate (p < .05), and left superior parietal gyrus (p < .001). Age at first cocaine use was positively associated with GM volume in the left superior temporal cortex (p < .05) and paracentral lobe (p < .05) in the total sample and CRACK. Years of cocaine use were negatively associated with GM volume in the right medial temporal pole (p < .05) in CRACK. Past-30 days cocaine use was associated with reduced GM in the parahippocampal and hippocampus (p < .05) in the total sample and reduced right anterior cingulus in CRACK (p < .05). Both CRACK and COC participants performed worse than controls in global measures of executive functioning and impulsivity. CONCLUSION: Our results suggest that participants with cocaine use disorder who use crack present more severe prefrontal cortex abnormalities and self-monitoring/executive alterations when compared with intrasanal cocaine users. Age of first cocaine use, years of cocaine exposure, and past-30 days cocaine use were associated with GM reductions in cortical areas implicated in executive functioning and inhibitory control. In conclusion, crack users presented more alterations in the prefrontal cortex and further longitudinal studies are warranted to a better comprehension of how such alterations may impact negatively treatment outcomes

A técnica de ressonância magnética funcional está evoluindo rapidamente de um interesse técnico para aplicações clínicas e em neurociência. Um grande número de questões, entretanto, ainda orbita o método de aquisição e análise de dados desta técnica. Este trabalho realizou a implementação de um protocolo de pesquisa por ressonância magnética funcional e a aplicação deste método para um estudo sobre mudanças de adaptação e dificuldade em memória de trabalho humana. Oito voluntários sadios foram submetidos a uma coleção de aquisições funcionais enquanto executavam uma tarefa de memória de trabalho n-back, promovida por estímulos visuais. Na aquisição de adaptação dos voluntários, foi observado mudanças na atividade neuronal do córtex visual primário devido a adaptação nos primeiros minutos de contato de cada indivíduo com a tarefa, possivelmente relacionando-se com o caráter visual do estímulo. Na segunda aquisição, a frequência de estímulos foi variada para modificar a dificuldade de realização da tarefa. Mudanças de atividade no lobo parietal superior, giro supramarginal e córtex pré-motor foram observadas, quando comparado as atividades de memória e controle, mas nenhuma mudança no córtex dorsolateral do giro pré-frontal, por vezes observado em experimentos de memória de trabalho, foi observada. Atividades no cerebelo foram identificadas apenas quando a condição de dificuldade foi extrema, tornando possível distinguir condições fáceis de difíceis de acordo com os resultados psciométricos. Adicionalmente às análises de mapa paramétrico, análises quantitativas identificaram uma relação entre a atividade no giro fusiforme e a demanda cognitiva proporcionada pelo aumento da dificuldade. Tais resultados demonstram a capacidade da técnica de ressonância magnética funcional para estudar construtos cognitivos como memória de trabalho, aprendizado e controle de dificuldade. / Functional magnetic resonance technique is rapidly evolving from a technical interest to clinical and neuroscience applications. A large number of questions, however, still orbits data acquisition and analysis. This work carried out all the implementation of a functional magnetic resonance imaging protocol and applied this method to a study on adaptive and difficulty changes in human working memory. Eight healthy volunteers underwent a sequence of functional acquisitions while performing an n-back working memory task, promoted by visual stimuli. In the adaptation experiment, changes in neuronal activity inside primary visual cortex were observed due to adaptation in the first minutes of contact of each individual with the task, possibly related to the visual feature of the stimulus. In the second acquisition, frequency of stimuli was varied to modify task difficulty. Activity changes in the superior parietal lobe, supramarginal gyrus and premotor cortex were observed when comparing memory and control, but no change in prefrontal gyrus dorsolateral cortex, as sometimes observed in working memory experiments, was observed. Activities inside cerebellum were identified only when difficulty condition was extreme, making it possible to distinguish easy-to-difficult conditions according to the psychometric results. In addition to the parametric map analysis, quantitative analyzes identified a relationship between activity in the fusiform gyrus and cognitive demand provided by the increased difficulty. These results demonstrate feasibility of functional magnetic resonance technique to study cognitive constructs such as working memory, learning and difficulty control.

Introdução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença degenerativa e progressiva que afeta neurônios motores da medula espinhal, tronco cerebral e/ ou córtex motor. Sua manifestação clínica é bastante variada, sua etiologia desconhecida e a progressão, fatal. Não existe ainda um tratamento curativo para a ELA, porém alguns medicamentos e a realização de fisioterapia podem auxiliar, fornecendo ao paciente uma melhor qualidade de vida. Objetivos: Testar a hipótese de que técnicas quantitativas de Ressonância Magnética (RM) são eficazes para detectar a lesão neuronal no encéfalo de pacientes com ELA no estágio inicial da doença e, verificar se existe correlação entre a lesão encefálica e a perda funcional do paciente. Dessa forma, pretende-se estabelecer um protocolo capaz de contribuir para o diagnóstico precoce da ELA. Metodologia: Quinze pacientes com diagnóstico de ELA definida ou provável (12 homens e três mulheres), com idade entre 37 e 79 anos e seus respectivos controles foram submetidos a um protocolo de avaliação por RM, que incluiu um estudo estrutural volumétrico e quantitativo do dano neuronal e mielínico por razão de sequências ponderadas em T1 e FLAIR, da Transferência de Magnetização (MT), Relaxometria, Anisotropia Fracionada (FA) e Difusão (DTI), além da Espectroscopia de prótons. Alguns dos sujeitos foram submetidos também à uma avaliação física de força muscular, de funcionalidade através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), de qualidade de vida através da Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) e de quantificação da fadiga pela Fadigue Severity Scale (FSS). Os dados da RM dos dois grupos foram comparados através da análise de variância multi e univariada e submetidos à correção de múltiplas comparações de Bonferroni. Nas variáveis com diferença significante entre os grupos, foi estudada a validade preditiva da medida, calculando-se a área sob a curva ROC e estabelecidos os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia. Os dados das escalas foram comparados pelo teste de Mann-Whitney e correlacionados entre si e com as estruturas através da correlação de Spearman. Resultados: As várias técnicas da RM, com exceção da MT, identificaram pelo menos uma estrutura com diferença significante entre os dois grupos, totalizando 11 estruturas mais a razão dos metabólitos NAA/Cre. Os valores de sensibilidade, especificidade e acurácia foram satisfatórios variando entre 0,60 e 1,00 , com destaque para o Volume do Giro Superior Frontal Direito e Giro Superior Frontal Esquerdo que apresentaram valores 1,00 , 0,93 e 0,97 , respectivamente. As escalas ALSFRS-R e ALSAQ-40 apresentaram diferença significativa entre os dois grupos, mas a FSS não apresentou. As escalas apresentaram correlação significativa entre si em quase todos os escores totais e domínios. Já a correlação das escalas com as estruturas foi significativa apenas para o Volume. Conclusões: Técnicas como DTI, FA, Relaxometria e Volume se mostraram mais eficazes no diagnóstico precoce de pacientes com ELA do que as outras. A redução de volume de substância cinzenta se correlacionou positivamente com a ALSFRS-R. Por fim, propomos um protocolo para avaliação de pacientes com ELA, que inclua imagem volumétrica de alta resolução para cálculo da Volumetria e DTI. / Introduction: Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a progressive and degenerative disease that affects motor neurons in the spinal cord, brain stem and/ or motor cortex. Their clinical presentation is varied, its unknown etiology and fatal progression. There isnt still a curative treatment for ALS, but some medications and physical therapy can help by providing the patient a better quality of life. Objectives: To test the hypothesis that quantitative techniques of magnetic resonance imaging (MRI) are effective to detect neuronal damage in the brain of patients with ALS at the inicial stage of the disease and see if there is a correlation between brain injury and functional loss of the patient. Thus, we intend to establish a protocol can to contribute to early diagnosis of ALS. Methods: Fifteen patients with definite or probable ALS (12 men and three women) aged between 37 and 79 and their respective controls underwent an MRI evaluation protocol, including a volumetric and quantitative structural study of damage neuronal and myelin by reason of T1-weighted sequences and FLAIR , Magnetization Transfer (MT), Relaxometry, Fractional Anisotropy (FA), Diffusion (DTI) and Proton magnetic resonance spectroscopy. Some of the subjects also underwent a physical assessment of muscle strength, functionality by Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale Revised (ALSFRS-R), quality of life through the Amyotrophic Lateral Sclerosis Assessment Questionnaire (ALSAQ-40) and quantification of fatigue by Fadigue Severity Scale (FSS). The MRI data of the two groups were compared using analysis of variance multivariate and univariate and submitted to correction for multiple comparisons of Bonferroni. In the variables with significant differences between groups, we studied the predictive validity of the measure, by calculating the area under the ROC curve and set the sensitivity, specificity and accuracy. The data of the scales were compared using Mann-Whitney test and correlated with each other and with the structures by Spearman correlation. Results: The various MRI techniques, with the exception of MT, identified at least one structure with a significant difference between the two groups, a total of 11 structures over the reason for the metabolites NAA/Cre. The sensitivity, specificity and accuracy were satisfactory ranging from 0.60 to 1.00 , with emphasis on Volume of Gyros Superior Frontal Right and Gyros Superior Frontal Left that averaged 1.00 , 0.93 and 0,97 , respectively. The ALSFRS-R and ALSAQ-40 scales showed significant differences between the two groups, but the FSS did not. The scales were significantly correlated with each other in almost all domains and total scores. The correlation with the structures of the scales was significant only for the Volume. Conclusions: Techniques such as DTI, FA, Relaxometry and Volume are more effective in early diagnosis of ALS patients than others. The decrease in gray matter volume was positively correlated with the ALSFRS-R. Finally, we propose a protocol for evaluation patients with ALS, including high-resolution volumetric image to calculate the Volume and DTI.

Orientador: Roberto Jose Maria Covolan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_RicksonCoelho_D.pdf: 22300712 bytes, checksum: 11bd3fc16a125afc1c2cd8b4d18bc2e2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A atividade neuronal relacionada a um determinado estímulo ou tarefa induz uma cadeia de complexos eventos biológicos no cérebro. O aumento no consumo de energia induz um acréscimo na demanda por glicose e oxigênio no tecido extravascular. Fatores bioquímicos e neuronais induzem variações nos vasos sanguíneos que resultam em alterações de uxo sanguíneo, volume e oxigenação. Embora extensivamente investigada, esta cascata de eventos ainda é pouco compreendida. Neste projeto, procuramos descrever o acoplamento entre os níveis celular, metabólico e vascular associado à ativação funcional do cérebro. Usando medidas eletro fisiológicas, modelamos os sistemas neuro-vascular e neuro-metabólico para descrever a hemodinâmica cerebral medida através de técnicas ópticas. Resultados obtidos em ratos durante a estimulação de um fio de bigode mostraram que a determinação de uma função resposta para cada sistema, assumido como linear, descreve bem o comportamento hemodinâmico e possibilita o estudo dos estados vascular e metabólico caracterizados pelos parâmetros medidos. A partir de experimentos multimodais de NIRS e fMRI, desenvolvemos metodologias inovadoras para a determinação de imagens metabólicas, capazes de prever variações do consumo de oxigênio com boa resolução espacial e temporal. Por fim, analisamos a in u^encia de parâmetros fisiológicos no sinal óptico, mostrando a contribuição importante da pressão sanguínea na composição deste. Medidas de correlação temporal foram projetadas para gerar mapas de correlação vascular que podem ser aplicados ao estudo da conectividade vascular cerebral, tanto em indivíduos normais como em pacientes com patologias cerebrais. / Abstract: Task-associated neuronal activity leads to a complex chain of biological events within the brain. The increased energetics gives rise to elevated glucose and oxygen consumption in the tissue. Biochemical and neuronal factors induce changes in blood vessels and variations in blood ow, volume and oxygenation. Although it has been extensively investigated, this cascade of events is still poorly understood and highly debated. In this project, the aim was to describe the coupling among the cellular, metabolic and vascular levels associated to functional brain activation. Using electrophysiological measurements, we modeled the neuro-vascular and neuro-metabolic systems in order to describe cerebral hemodynamics as seen through optical techniques. Results obtained in rats during whisker-barrel stimulation showed that the determination of a response function for each system, assumed as linear, can describe the hemodynamic behavior and allow the study of the vascular and metabolic states characterized by the measurements. From multimodal experiments of NIRS and fMRI, we developed unique methods to the determination of metabolic images, which can predict changes in oxygen consumption with good temporal and spatial resolution. Finally, we analyzed the in uence of the physiology in the optical signal, and showed the importance of taking into account blood pressure oscillations into this signal. Measurements of temporal correlation were projected to generate vascular correlation maps that may be useful to the study of cerebral vascular connectivity, both in normal subjects and in patients with cerebral pathologies. / Doutorado / Metodos Oticos de Analise / Doutor em Ciências