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Type: TESE DIGITAL
Title: Uso de técnicas ópticas de difusão para caracterização do acoplamento neurovascular-metabólico em humanos
Title Alternative: Using diffuse optical techniques to characterize the neurovascular-metabolic coupling in humans
Author: Pinto, Alexandre Gomes, 1991-
Advisor: Mesquita, Rickson Coelho, 1982-
Abstract: Resumo: O acoplamento neurovascular-metabólico, ou simplesmente acoplamento neurovascular, é a relação entre a atividade neuronal e as atividades metabólica e vascular cerebrais. Durante a realização de tarefas, existe um aumento da demanda por energia celular pelo tecido cerebral. Essa demanda deve ser balanceada por um aumento na quantidade de oxigênio e metabólitos providos às regiões cerebrais responsáveis pela realização das tarefas. Este balanço é caracterizado por um acoplamento neurovascular, associado à vasodilatação e ao controle do fluxo sanguíneo, e por um acoplamento neurometabólico, associado à demanda de energia e ao consumo de oxigênio e glicose por parte do tecido cerebral. O objetivo principal deste projeto foi estudar o acoplamento neurovascular em humanos sadios durante a ativação funcional cortical, através de medidas simultâneas de eletroencefalografia (EEG) e espectroscopia óptica de difusão (DOS), durante um experimento de ativação funcional motora. A conexão entre os dados eletrofisiológicos e hemodinâmicos foi feita através de um modelo dinâmico baseado no formalismo da função de transferência. Estudamos modelos biofísicos vasculares e metabólicos que nos ajudaram a caracterizar o acoplamento por meio de uma abordagem macroscópica. O experimento com medidas simultâneas de EEG e DOS foi realizado em um único voluntário, e verificamos concordância com o comportamento previsto na literatura. Foi possível constatar com este experimento singular que é válido o uso simultâneo da eletroencefalografia e da espectroscopia óptica de difusão para se obter uma caracterização quantitativa do acoplamento neurovascular. Este foi um projeto pioneiro no que diz respeito a estabelecer uma maneira sistemática para a caracterização do acoplamento neurovascular em humanos

Abstract: The neurovascular-metabolic coupling, or simply neurovascular coupling, is the connection between the neuronal activity and the cerebral metabolic and vascular activities. During the execution of tasks, there is a demand of cellular energy to supply the cerebral tissue. This demand must be balanced by a boost in the oxygen and metabolites amounts provided to the cerebral regions responsible for the execution of the tasks. This balance is characterized by a neurovascular coupling, associated with vasodilation and the control of blood flow, and by a neurometabolic coupling, associated with the energy demand and the oxygen and glucose consumption by the cerebral tissue. The main objective of this project was to study the neurovascular-metabolic coupling in healthy, adult humans during a functional cortical activation protocol, through simultaneous measurements of electroencephalography (EEG) and diffuse optical spectroscopy (DOS), during an experiment of functional motor activation. The connection between the electrophysiological and hemodynamic data was made through a dynamic model based on the transfer function formalism. We studied vascular and metabolic biophysical models that helped us to characterize the coupling from a macroscopic approach. An experiment with simultaneous measurements of EEG and DOS was performed on a single subject, and the results suggest conformity with the predicted behavior in literature. With this single experiment, it was possible to validate our simultaneous electroencephalography and diffuse optical spectroscopy protocol to get a quantitative characterization of the neurovascular coupling. This is a pioneering project when it comes to establishing a systematic way to characterize the neurovascular coupling in humans
Subject: Eletroencefalografia
Espectroscopia ótica de difusão
Neuroimagem
Acoplamento neurovascular
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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