Conetividade de baixa frequência no cérebro humano associada ao movimento voluntário

Abstract

A capacidade de realizar um movimento voluntário é considerada fundamental para a natureza humana. Contudo, e apesar da sua importância, a compreensão dos mecanismos neuronais subjacentes à sua preparação ainda não é clara. Neste estudo, foram examinados os sinais de fMRI, do inglês: functional Magnetic Resonance Imaging, de 25 sujeitos saudáveis, através de uma análise localizada no tempo da conetividade funcional, onde se calcularam 3 componentes da coerência de Wavelet: magnitude, fase e phase-locking, para 32 regiões cerebrais. Cada sujeito realizou 3 tarefas: repouso, movimento (pressão de um botão) em livre-arbítrio e induzido por um estímulo visual, sendo assim possível comparar as redes neuronais envolvidas em cada uma. Para a obtenção destas comparações, e das respetivas medidas topológicas de grafos, foi utilizado o software GraphVar. Um último objetivo consistiu no estudo da relação entre os sinais de fMRI e do intervalo entre picos R do sinal cardíaco, adquirido simultaneamente. Dado o forte papel das oscilações lentas (<0.1 Hz) na iniciação de movimentos voluntários, todas as metodologias foram aplicadas segundo 3 bandas de frequência diferentes: 0.01-0.027 Hz, 0.027-0.073 Hz e 0.07-0.13 Hz. Os resultados obtidos nas comparações entre tarefas revelaram uma grande semelhança entre a medida de magnitude e phase-locking, sugerindo que quando dois sinais estão bastante síncronos numa dada janela temporal, ou seja, houve pouca variação da fase, também apresentam uma elevada magnitude da coerência. De todas as regiões cujas conexões eram mais significativas em movimentos voluntários, houve grande destaque do tálamo e da parte opercular do giro frontal inferior ipsilaterais. Relativamente à medida de fase, foi observado um forte padrão de alternância entre inibição e excitação em ambos os hemisférios de cada região. Na relação entre os sinais de fMRI e cardíaco, confirmou-se a ativação de regiões envolvidas no controlo da função cardiovascular, como é o caso da insula. De um modo geral, os resultados demonstraram a utilidade destas medidas de conectividade funcional para a elucidação do papel das oscilações lentas na preparação e execução de movimentos voluntários.