Variabilidade intra e inter indivíduo no conectoma funcional humano

Fernanda Lenita Ribeiro, egressa do Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição da UFABC, pesquisou, durante o Mestrado, a variabilidade das conexões cerebrais de cada indivíduo e entre sujeitos diferentes.

O cérebro humano é caracterizado por notável variabilidade em neuroanatomia e função. Tamanha versatilidade é suficiente até para diferenciar um indivíduo do outro no que se refere às grandes multiplicidades cognitivas e ao comportamento humano. Em sua pesquisa, Fernanda investigou a natureza das fontes dessa variabilidade, determinando a influência de fatores genéticos e individuais em diferentes níveis de organização das redes funcionais cerebrais. A partir da análise de ressonâncias magnéticas de pessoas gêmeas (mono e dizigóticas), concluiu-se que as conexões entre gêmeos são mais similares do que entre sujeitos não-relacionados, indicando que perfis de conexão cerebral são parcialmente determinados por fatores genéticos.

Além de Mestre em Neurociência e Cognição pela Universidade Federal do ABC, Fernanda é Bacharela em Ciências Físicas e Biomoleculares pela Universidade de São Paulo (USP). Atualmente, segue estudando neurociência computacional em seu Doutorado pela Universidade de Queensland, na Austrália.

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Dados | Egressa

Nome completo 

Fernanda Lenita Ribeiro.

Formação acadêmica (cursos e instituições) 

∙ Doutorado em neurociência computacional na University of Queensland, Austrália (cursando);

∙ Mestre em Neurociência e Cognição pela Universidade Federal do ABC (UFABC);

∙ Bacharela em Ciências Físicas e Biomoleculares pela Universidade de São Paulo (USP).

Profissão / experiência profissional

Experiência profissional estritamente acadêmica.

Programa de pós-graduação e curso (mestrado ou doutorado) concluído na UFABC
Mestrado em Neurociência e Cognição.

Como sua trajetória neste curso de pós-graduação na UFABC contribuiu para sua formação?

O mestrado em Neurociência e Cognição que fiz na UFABC foi minha porta de entrada para a neurociência (de forma mais ampla) e neurociência computacional (de forma mais específica). Meu curso de graduação foi um misto de física com biologia molecular e biologia estrutural. Mas, mesmo durante a graduação, eu já tinha aspiração de estudar o nosso cérebro - o que não era possível até então no Instituto de Física de São Carlos, onde me formei. Decidi iniciar o Mestrado em Neurociência, com a esperança de aprender e iniciar pesquisas na área. E foi exatamente o que aconteceu.

Sob a orientação do Professor Claudinei Biazoli e do Dr. Walter Hugo Lopez Pinaya, tive a oportunidade de aprender muito sobre processamento de imagem de ressonância magnética e como podemos usar técnicas rebuscadas de análise estatística para inferir função cerebral. Esse projeto foi fundamental para a minha permanência na área de neurociência computacional, que eu amo! Agora, aplico algoritmos de aprendizado de máquina em grafos para predizer como o que vemos (tudo que está no nosso campo visual e é visto) é mapeado no córtex visual. As habilidades que adquiri durante o mestrado foram fundamentais para que os projetos do meu doutorado fossem bem sucedidos. Além disso, tenho muita admiração e respeito pelos meus orientadores de mestrado. Eles me incentivaram muito a seguir minhas ideias malucas e realizar meu doutorado fora do Brasil.

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Dados | Dissertação

Título 

Intra and interindividual variability in the human functional connectome (Variabilidade intra e inter indivíduo no conectoma funcional humano)

Data da defesa 

5 de setembro de 2018

Nome do orientador

Claudinei Eduardo Biazoli Junior

Linha de pesquisa  

Neurociência e Cognição

Link para a dissertação

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Questões | Pesquisa

Qual o tema da sua pesquisa e por que o escolheu?

O tema da pesquisa foi escolhido em comum acordo com meu orientador. Naquele momento, parecia uma questão bem interessante de ser respondida, dados os estudos que foram publicados na Nature Neuroscience. Além disso, as análises não são extremamente difíceis, o que me permitiria terminar o mestrado no que eu tinha.

Quais eram seus objetivos (gerais e específicos)? 

Investigar os diferentes níveis de fontes de variabilidade no conectome funcional humano.

Como foi sua realização (materiais e métodos, metodologia, corpus etc.)? 

Nós usamos imagens funcionais (estado de repouso) e estruturais de ressonância magnética de 246 gêmeos monozigóticos e 134 gêmeos dizigóticos da base de dados pública "Human Connectome Project"(HCP). As imagens foram pré-processadas para obter as matrizes de conectividade funcional usando as configurações padrões da toolbox CONN. Adicionalmente, nós aplicamos dois esquemas de parcelamento: "Shen" e "Gordon". Inicialmente, duas bases de dados foram criadas contendo todas as matrizes de conectividade para cada sessão (REST1 e REST2). 

Visando a reprodução de achados anteriores, as análises de identificação foram realizadas a partir do cálculo da correlação entre cada matriz de conectividade de um indivíduo de uma sessão com as demais da outra sessão. Este procedimento foi repetido para matrizes de conectividade determinadas por cada rede funcional previamente definida. Além disso, com ajuda de um amigo de graduação, nós empregamos o modelo ACE para determinar a herdabilidade das conexões (correlações) entre pares de regiões cerebrais.

Quais foram os desafios enfrentados? 

Acredito que o maior desafio foi formatar a pesquisa para a publicação, visto que eu já estava cursando Doutorado em outro país.

Quais foram os principais resultados alcançados? 

Nós achamos que os perfis de conectividade de pares gêmeos são mais similares do que de pares de indivíduos não-relacionados, indicando que tais perfis são parcialmente determinados por fatores genéticos. Ao olhar para redes funcionais previamente definidas, nós encontramos que as análises baseadas na similaridade (correlação de Pearson) foram sujeitas ao número de regiões cerebrais (nós ou conexões) em cada rede.

Descreva, resumidamente, a importância acadêmica e social de sua pesquisa, isto é, sua contribuição para o universo científico e o cotidiano das pessoas. 

Acredito que essa pesquisa possa fornecer novos métodos de análise de dados para que tenhamos conexão entre técnicas de inferência populacional e predições ao nível individual, fundamentando a ideia de medicina personalizada.