O projeto "Cosmic Brain" tem o objetivo de longo prazo de compreender o envelhecimento do cérebro.
SANTA CRUZ DE TENERIFE, 18 dez. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe multidisciplinar formada por profissionais de astrofísica, neurociência, engenharia e música apresentou uma técnica cosmológica que permite "ouvir" a estrutura do cérebro humano.
Publicado na Nature Scientific Reports, o estudo apresenta a primeira sonificação de ordem superior aplicada a dados estruturais de imagens de ressonância magnética (MRI). Ele envolve a transformação de informações tridimensionais do cérebro em som, levando em conta as relações espaciais e a estrutura complexa dos dados.
Dessa forma, conforme explicado em uma nota do Instituto de Astrofísica de Canarias, são usadas ferramentas matemáticas originalmente desenvolvidas para estudar a estrutura em grande escala do Universo, possibilitando a percepção de padrões ocultos por meio do ouvido.
O trabalho tem origem no projeto Cosmic Brain (Cérebro Cósmico), liderado por Francisco-Shu Kitaura, pesquisador do IAC e da Universidade de La Laguna, que adapta técnicas de análise cosmológica à neuroimagem com o objetivo de longo prazo de compreender o envelhecimento do cérebro e, potencialmente, apoiar a detecção precoce de doenças neurodegenerativas.
DA COSMOLOGIA À ANÁLISE CEREBRAL
No centro dessa inovação, diz a IAC, está o uso de ferramentas matemáticas avançadas - conhecidas como estatísticas de ordem superior - aplicadas à imagem de ressonância magnética do cérebro. De fato, na cosmologia, essas técnicas são usadas para analisar como as galáxias se organizam e se agrupam para formar estruturas complexas no Universo. Agora, no entanto, a mesma abordagem está sendo transferida para o estudo do cérebro humano, permitindo que a riqueza e a complexidade de sua arquitetura interna sejam detectadas e descritas com mais detalhes.
Usando análise avançada de imagens de ressonância magnética, a equipe traduz as variações na estrutura do cérebro em uma ampla gama de sons e notas musicais.
"O resultado mostra que as formas tridimensionais complexas do cérebro podem ser convertidas em padrões audíveis com pouca perda de informações relevantes", explica Kitaura. "Essa abordagem estabelece uma base sólida e quantificável para a sonificação, com potencial para ser aplicada a outros tipos de dados complexos em campos como ciência, engenharia e medicina", acrescentou.
O estudo se baseia diretamente no trabalho anterior da equipe (Aurelio Carnero Rosell, Marc Huertas-Company, Niels Janssen, Antonella Maselli e Ernesto Pereda, juntamente com Francisco-Shu Kitaura) que já demonstrou que essas ferramentas matemáticas podem extrair informações importantes de imagens de ressonância magnética, como estimar a idade do cérebro.
CIÊNCIA E ACESSIBILIDADE
A ideia desse projeto começou a tomar forma quando Emi-Pauline Kitaura, então com apenas 14 anos e estudando violoncelo, fez um estágio no grupo de pesquisa de seu pai, o principal autor do estudo. Sua conexão com a música foi o gatilho que levou a equipe a explorar a sonificação não apenas como uma ferramenta de divulgação, mas também como um método de análise científica com uma sólida base matemática.
Durante seu tempo com o grupo, Emi-Pauline aprendeu a programar em Python, uma linguagem de programação de alto nível e de código aberto, familiarizou-se com conceitos estatísticos e contribuiu diretamente para o desenvolvimento do código que levou ao método apresentado no estudo.
Além das aplicações de pesquisa, os autores enfatizam que a sonificação oferece novos caminhos de acessibilidade, permitindo que cientistas e clínicos com deficiência visual percebam dados multidimensionais complexos por meio do som. Variações estruturais sutis em imagens do cérebro, geralmente difíceis de distinguir visualmente, podem ser identificadas por sinais auditivos.
"A técnica de sonificação de ordem superior desenvolvida neste trabalho fornece uma estrutura matemática geral que pode, em princípio, ser aplicada a outros tipos de dados complexos e multidimensionais", disse Kitaura. "Isso abre a porta para seu uso no estudo de sistemas complexos além do cérebro humano, especialmente nos casos em que as estruturas não seguem padrões simples", concluiu.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático