Dissertação

Energy Metabolism and Neuronal Electrical Activity: A Physiologically-Based Model for Brain Imaging EVALUATED

A ressonância magnética funcional (fMRI) é um método muito utilizado para estudar e avaliar processos neurais. Frequentemente, utiliza-se um contraste dependente do nível de oxigenação do sangue (BOLD), que se baseia na correlação entre a função de resposta hemodinâmica (HRF) e a actividade neuronal. Contudo, o efeito BOLD é ténue e os dados apresentam ruído, dificultando a análise desta informação. Assim, um conhecimento preciso do sinal BOLD a um estímulo neural é importante, para interpretar os dados de fMRI com confiança. Entre os principais mecanismos envolvidos, quatro componentes podem ser identificadas: i) o consumo de ATP, principalmente para restabelecer a homeostase iónica intra- e extracelular, que é degradada devido à actividade neuronal, ii) a regeneração de ATP, a fim de fornecer a energia necessária à célula, iii) consumo de oxigénio, para o metabolismo aeróbio, e a difusão de oxigénio através da barreira hematoencefálica, iv) a dinâmica do fluxo sanguíneo e os processos dilataçãao venosa. Nesta tese, é proposto um modelo fisiologicamente baseado para as duas primeiras componentes acima indicadas. O Modelo Neuro-Metabólico (NMM) estabelece a relação entre o metabolismo da energia e a correspondente actividade eléctrica neuronal, com o objectivo final de modelar a relação entre a dinâmica da oxigenação do sangue e a actividade neuronal. O NMM é afinado com informações fisiológicas obtidas na literatura. É um sistema linear de segunda ordem com pólo duplo e sem zeros, é capaz de descrever os mecanismos fisiológicos envolvidos na actividade neuronal e é útil para modelar a HRF global.
fMRI, BOLD, Actividade Eléctrica Neuronal, Metabolismo da Energia, Modelo Neuro-Metabólico

Dezembro 2, 2010, 16:0

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Orientação

ORIENTADOR

João Miguel Raposo Sanches

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar