Efeito da máscara cirúrgica nos sinais de fMRI durante a tarefa e repouso

Biologia das Comunicações volume 5, Número do artigo: 1004 (2022) Cite este artigo

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O uso de máscara facial tornou-se essencial para conter a propagação do COVID-19 e tornou-se obrigatório na coleta de dados fMRI na maioria das instituições de pesquisa. Aqui, investigamos os efeitos do uso de máscara cirúrgica nos dados de fMRI em n = 37 participantes saudáveis. Ativações durante o toque do dedo, correspondência de rosto emocional, tarefas de memória de trabalho e descanso foram examinadas. Análises preliminares de fMRI mostram que, apesar dos diferentes estados de máscara, os sinais do estado de repouso e as ativações de tarefas foram relativamente semelhantes. A conectividade funcional em estado de repouso mostrou padrões de atenuação insignificantes em máscara ligada em comparação com máscara desligada. A análise de ROI baseada em tarefas também não demonstrou diferença significativa entre os dois estados de máscara em cada contraste investigado. Apesar dos efeitos gerais insignificantes, esses resultados indicam que usar uma máscara facial durante fMRI tem pouco ou nenhum efeito significativo no estado de repouso e nas ativações de tarefas.

O surto de COVID-19 no final de 2019 foi declarado uma pandemia global pela Organização Mundial da Saúde (OMS)1 em março de 2020. A OMS emitiu uma recomendação para usar máscaras faciais como uma importante medida de precaução para controlar as taxas de transmissão do vírus. Usar uma máscara facial reduz significativamente o risco de transmissão e, portanto, reduz a probabilidade de transmissão de pessoa para pessoa2. A recomendação provocou debates acalorados em países de todo o mundo. As preocupações incluíam que o uso da máscara poderia ser desconfortável e inconveniente, interferindo nas atividades da vida diária e questões sobre os efeitos do uso prolongado da máscara3,4.

À medida que as instalações de pesquisa de imagens de ressonância magnética (e fMRI) retomam lentamente a digitalização, a maioria das instalações está exigindo o uso de máscaras faciais em seres humanos. Antes da preocupação potencial de usar máscara durante a ressonância magnética, poucos estudos investigaram o impacto fisiológico e cognitivo de usar uma máscara facial. Roberge e colegas estudaram a fisiologia subjacente em condições normais de atividade (usando uma máscara N95), como caminhar em ritmo lento5,6. Embora os autores tenham encontrado um aumento de 3% na resistência durante a inalação, significando uma maior demanda de ar/oxigênio (O2), eles concluíram que isso não afetou significativamente os processos fisiológicos subjacentes. Eles sugeriram que máscaras comparativamente mais leves, como máscaras cirúrgicas padrão, podem induzir pouca ou nenhuma diferença na capacidade respiratória e na saturação de O2 (a proporção de hemoglobina saturada de O2 para a hemoglobina total no sangue). Embora os estudos acima tenham focado nas diferenças de O2, a demanda de ar e a composição do ar são mais frequentemente examinadas por medições de dióxido de carbono expirado (EtCO2), normalmente porque tanto o O2 inspirado (em volume reduzido) quanto o ar pulmonar expirado (com acúmulo elevado de CO2 durante a reinalação) são misturados quando uma máscara bem ajustada é colocada. No entanto, embora esses estudos sugiram que as mudanças fisiológicas durante o uso de máscaras são mínimas, os efeitos potenciais nos sinais e atividades cerebrais ainda não foram suficientemente investigados. Além disso, é digno de nota que o sangue arterial seria composto principalmente por aumento de CO2 (após uma diminuição de O2) ao longo do tempo e pode afetar o volume vascular arterial, especialmente na substância cinzenta, mas, mais importante, as alterações do sinal BOLD fMRI devido à composição do ar são melhores adquirido por via venosa que é conhecido por corresponder diretamente aos níveis de oxigênio no sangue (BOLD).

BOLD fMRI é predominantemente usado para estudar a função cerebral. Tanto no desafio da tarefa quanto no estado de repouso, o sinal BOLD depende dos níveis e variações da linha de base de oxigênio, bem como das condições que afetam o consumo de oxigênio. Uma forma de estudar as alterações da oxigenação cerebral tem sido a utilização de misturas gás-ar7. Outra maneira é usar a respiração suspensa8. Nos estudos de apneia, os participantes são solicitados a prender a respiração por um breve período, espera-se que a tarefa resulte em uma redução de oxigênio e acúmulo de CO2 no sangue, principalmente nos pulmões, o que introduz a hipercapnia9,10.