Os cientistas detectam luz que passava por toda a cabeça humana, abrindo novas portas para imagens cerebrais

Durante décadas, os cientistas usaram luz quase infravermelha para estudar o cérebro de maneira não invasiva. Essa técnica óptica, conhecida como FNIRS (espectroscopia funcional do infravermelho próximo), mede como a luz é absorvida pelo sangue no cérebro, para inferir a atividade.

Valorizado pela portabilidade e baixo custo, os FNIRs têm uma grande desvantagem: não pode ver muito profundamente no cérebro. A luz normalmente atinge apenas as camadas mais externas do cérebro, com cerca de 4 centímetros de profundidade – o suficiente para estudar a superfície do cérebro, mas não regiões mais profundas envolvidas em funções críticas como memória, emoção e movimento.

Essa desvantagem restringiu a capacidade de estudar regiões cerebrais mais profundas, sem equipamentos caros e volumosos, como máquinas de ressonância magnética.

Agora, pesquisadores da Universidade de Glasgow demonstraram algo que anteriormente pensava impossível: detectar luz que viajou por uma cabeça humana adulta.

Seu estudo, “Transporte de fótons através de toda a cabeça humana adulta”, publicado em Neurofotônicomostra que, com a configuração certa, é possível medir fótons que passam de um lado da cabeça para o outro, mesmo em seu ponto mais amplo.

Para conseguir isso, a equipe usou lasers poderosos e detectores altamente sensíveis em um experimento cuidadosamente controlado. Eles dirigiram um feixe de laser pulsado em um lado da cabeça de um voluntário e colocaram um detector no lado oposto. A configuração foi projetada para bloquear todas as outras luzes e maximizar as chances de pegar os poucos fótons que fizeram a jornada completa pelo crânio e pelo cérebro.

Os pesquisadores também administraram simulações de computador detalhadas para prever como a luz se moveria através das camadas complexas da cabeça. Essas simulações correspondiam aos resultados experimentais de perto, confirmando que os fótons detectados haviam realmente viajado por toda a cabeça.

Curiosamente, as simulações revelaram que a luz tende a seguir caminhos específicos, guiados por regiões do cérebro com menor dispersão, como o líquido cefalorraquidiano.

Esse avanço sugere que pode ser possível projetar novos dispositivos ópticos que possam atingir áreas cerebrais mais profundas do que as tecnologias atuais permitem.

Embora o método atual ainda não seja prático para o uso diário – requer 30 minutos de coleta de dados e trabalhou apenas em um assunto com pele clara e sem cabelo – esse caso extremo de detectar luz diametricamente na cabeça pode inspirar a comunidade a repensar o que é possível para a próxima geração de sistemas FNIRS.

Com um desenvolvimento adicional, essa abordagem pode ajudar a trazer imagens cerebrais profundas para clínicas e casas de uma forma mais acessível e portátil. Isso pode eventualmente levar a melhores ferramentas para diagnosticar e monitorar condições como traços, lesões cerebrais ou tumores, especialmente em ambientes em que o acesso a ressonância magnética ou tomografia computadorizada é limitada.