COVID-19 altera volume de substância cinzenta no cérebro
A substância cinzenta foi reduzida em áreas do giro frontal dos pacientes com COVID-19. Reduções significativas de substância cinzenta foram observadas naqueles que receberam oxigenoterapia e naqueles que relataram febre. Os achados sugerem que o coronavírus afeta a rede cerebral frontotemporal devido à redução do oxigênio e da febre.
Pacientes covid-19 que recebem oxigenoterapia ou experimentam febre mostram volume reduzido de substância cinzenta na rede frontal-temporal do cérebro, de acordo com um novo estudo liderado por pesquisadores da Georgia State University e do Instituto de Tecnologia da Geórgia.
O estudo constatou que o menor volume de substância cinzenta nesta região cerebral foi associado a um maior nível de incapacidade entre os pacientes covid-19, mesmo seis meses após a alta hospitalar.
A substância cinzenta é vital para processar informações no cérebro e anormalidade da substância cinzenta pode afetar o funcionamento dos neurônios e a comunicação.
O estudo, publicado na edição de maio de 2021 da Neurobiologia do Estresse, indica que a substância cinzenta na rede frontal pode representar uma região central para o envolvimento cerebral no Covid-19, mesmo além dos danos relacionados às manifestações clínicas da doença, como o AVC.
Os pesquisadores, afiliados ao Centro de Pesquisa Translacional em Neuroimagem e Ciência de Dados (TReNDS), analisaram tomografias computadorizadas em 120 pacientes neurológicos, incluindo 58 com Covid-19 e 62 agudos sem Covid-19, combinadas com idade, sexo e doença. Eles usaram a análise de morfometria baseada em origem, o que aumenta o poder estatístico para estudos com um tamanho amostral moderado.
"A ciência mostrou que a estrutura do cérebro afeta sua função, e a imagem cerebral anormal emergiu como uma característica importante do Covid-19", disse Kuaikuai Duan, primeiro autor do estudo, assistente de pesquisa de pós-graduação na TReNDS e doutorando na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação da Georgia Tech.
"Estudos anteriores examinaram como o cérebro é afetado pelo Covid-19 usando uma abordagem univariada, mas o nosso é o primeiro a usar uma abordagem multivariada e orientada a dados para vincular essas alterações a características específicas do Covid-19 (por exemplo, febre e falta de oxigênio) e resultado (nível de incapacidade)."
A análise mostrou que pacientes com maiores níveis de incapacidade apresentaram menor volume de substância cinzenta no giro frontal superior, medial e médio na alta e seis meses depois, mesmo quando controlam doenças cerebrovasculares. O volume de substância cinzenta nesta região também foi significativamente reduzido em pacientes que receberam oxigenoterapia em comparação com pacientes que não recebem oxigenoterapia.
Os pacientes com febre apresentaram redução significativa no volume de matéria cinzenta no giro temporal inferior e médio e no giro fusiforme em comparação com pacientes sem febre. Os resultados sugerem que o Covid-19 pode afetar a rede temporal frontal através da febre ou falta de oxigênio.
A redução da substância cinzenta no giro frontal superior, medial e médio também esteve presente em pacientes com agitação em comparação com pacientes sem agitação. Isso implica que mudanças de substância cinzenta na região frontal do cérebro podem estar por trás dos distúrbios de humor comumente exibidos pelos pacientes covid-19.
"Complicações neurológicas são cada vez mais documentadas para pacientes com Covid-19", disse Vince Calhoun, autor sênior do estudo e diretor da TReNDS. Calhoun é Professor distinto da Universidade de Psicologia no Estado da Geórgia e tem nomeações na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação da Georgia Tech e em neurologia e psiquiatria na Universidade Emory.
"A redução da substância cinzenta também tem se mostrado presente em outros transtornos de humor, como a esquizofrenia, e provavelmente está relacionada à maneira como a substância cinzenta influencia a função do neurônio."
Os achados do estudo demonstram que mudanças na rede front-temporal poderiam ser usadas como biomarcadores para determinar o provável prognóstico do Covid-19 ou avaliar as opções de tratamento para a doença. Em seguida, os pesquisadores esperam replicar o estudo sobre um tamanho amostral maior que inclui muitos tipos de tomografias cerebrais e diferentes populações de pacientes covid-19.
A TReNDS é uma parceria entre a Georgia State, Georgia Tech e Emory University e está focada em melhorar nossa compreensão do cérebro humano usando abordagens analíticas avançadas. O centro usa técnicas de compartilhamento de dados em larga escala e multimodal de fusão de dados, incluindo deep learning, genômica, mapeamento cerebral e inteligência artificial.