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O conectoma define-se como o mapa completo das conexões neurais do cérebro. Assim como o genoma é o conjunto de todas as informações genéticas de um organismo, o conectoma representa as conexões estruturais e funcionais entre os milhares de neurónios existentes no cérebro de um organismo, descrevendo assim como estes estão interligados e como formam a rede que permite o processamento de informações.

Estudar o conectoma permite não só explorar a estrutura cerebral a um nível mais detalhado, como também descobrir os mecanismos pelos quais o cérebro desempenha as suas funções mais complexas.

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Conectoma Estrutural: mapeia as conexões físicas entre os neurónios, ou seja, as vias anatómicas através das quais as informações são transmitidas, incluindo as conexões sinápticas que ligam as diferentes áreas do cérebro. Isto permite entender como as diferentes regiões do cérebro estão conectadas fisicamente, fornecendo uma base para o funcionamento cerebral. O cérebro do nematódeo C. elegans foi o primeiro organismo a ter seu conectoma estrutural completamente mapeado.

Conectoma Funcional: mapeia conexões entre as diferentes áreas cerebrais durante a execução de atividades específicas, identificando quais áreas cerebrais estão a trabalhar em conjunto num determinado momento, mesmo que não estejam diretamente conectadas

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fMRI

DTI

EEG

c-Fos

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1. Complexidade das Redes Cerebrais: O cérebro humano é composto por bilhões de neurônios interconectados, o que torna desafiador mapear todas essas conexões de forma significativa.

2. Limitações da Imagem por Difusão: A RM de difusão é um dos métodos de imagem não invasivos atualmente utilizados, mas possui várias limitações inerentes. Por exemplo, há dificuldades em mapear corretamente pequenas estruturas ou cruzamentos de fibras, o que causa ambiguidades na tractografia.

3. Ausência de Referência Validada: É difícil validar e avaliar quantitativamente a precisão dos resultados do mapeamento do conectoma na ausência de uma referência anatómica validada (ground truth).

4. Bottlenecks de Dados e Inferências: A reconstrução precisa da conectividade cerebral de longo alcance é dificultada pelo volume de dados e pela dificuldade associada à interpretação da orientação da substância branca local.

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What is the Connectome? Mapping Neurons in the Brain