Tratam-se de exames funcionais do cérebro. Os atuais PET e SPECT funcionam com o mesmo princípio do antigo mapeamento radioativo de tireóide, apenas foi acrescido e requintado com sofisticação técnica e com os modernos recursos da informática.
Inicialmente, injeta-se no paciente uma dose de uma substância radioativa, chamada traçadora, que será absorvida pelo cérebro. Normalmente trata-se de uma molécula normal de glicose, facilmente absorvida pelas células cerebrais, molécula esta ligada artificialmente ao flúor radioativo. As células no cérebro mais ativas absorverão mais substância traçadora porque elas tem um metabolismo mais acelerado e, conseqüentemente, necessitam de mais energia.
Nessas circunstâncias o átomo de flúor, por ser radioativo, emite um pósitron, que é uma espécie de elétron com carga elétrica positiva. Quando este pósitron colide com o elétron ocorre liberação de raios gama, que são captados pelo aparelho de PET (Positron Emission Tomography). Quando a emissão não é pósitron, mas sim fóton (outra partícula do átomo), o método se chamará SPECT.
No mapeamento cerebral a cor preta significa atividade nula ou de contagem zero, enquanto o branco significa o nível mais alto de atividade. Os equipamentos modernos convertem as várias tonalidades do cinza em tons de cores do arco-íris, sendo o vermelho representando a contagem mais alta, depois vindo o amarelo, depois o verde, e assim por diante. Azul, violeta e preto representam os níveis mais baixos de atividade.
Quando se quer, por exemplo, estudar a função de determinados receptores cerebrais, são usados traçadores que se ligam quimicamente a esses receptores. Normalmente esses traçadores se distribuem em proporção direta no fluxo sangüíneo ou ao consumo de glicose no cérebro, os quais representam medidas fiéis do funcionamento cerebral regional. Atualmente tem-se usado os chamados radio-traçadores, antagonistas de tipos específicos de receptores cerebrais ou bloqueadores pré-sinápticos.
Estes novos traçadores permitem a construção de imagens tomográficas de PET e SPECT que correspondem, à distribuição muito específica de terminais pré-sinápticos dopaminérgicos, de neuro-receptores dopaminérgicos D1 e D2, serotonérgicos 5-HT1Ae 5-HT2, GABA-érgicos, colinérgicos e opioides entre outros.
Na doença de Parkinson, por exemplo, como os receptores de dopamina são danificados, eles podem ter sua função investigada pelo PET ou SPECT. Os computadores associados ao PET e SPECT tomam várias fatias do exame e constroem uma visão tridimensional do órgão, atendendo a qualquer perspectiva desejada.
