OPINIÃO

Cérebro: algumas das mais relevantes descobertas estão a ser feitas em Portugal

Terminou a semana internacional do cérebro, com iniciativas de divulgação científica em torno desse órgão espalhadas por todo o mundo. Por cá, cientistas e investigadores andaram pelas escolas a falar sobre o tema, embora garantam que ainda há muito para descobrir em Portugal. Na área da neurociência, decorrem neste momento importantes investigações científicas, há projetos inovadores e são utilizadas técnicas de última geração.

Texto de Catarina Guerreiro
Fotografia de Reinaldo Rodrigues/Global Imagens e Pedro Granadeiro/Global Imagens

Para celebrar a Semana Internacional do Cérebro, Isaura Tavares e outras investigadoras e cientistas percorreram escolas de todo o país a explicar a mais de quatrocentos jovens como funciona este órgão.

Quando a presidente da Sociedade Portuguesa de Neurociências fala com alunos sobre o cérebro, costuma levar um slide com a imagem de Homer Simpson, onde se vê apenas um neurónio na cabeça do personagem animado, numa alusão às suas fracas capacidades intelectuais.

Os alunos acham graça, riem-se mas ficam estupefactos com o resto da conversa. «Pergunto quantos neurónios tem cada um deles e respondem mil ou cinco mil, no máximo. Quando lhes revelo que cada cérebro tem biliões de neurónios ficam chocados.» O número exato ainda não é consensual, «mas a quantidade de neurónios não preocupa os cientistas. O mais importante é saber como se relacionam entre si».

Como funciona o cérebro é o que cientistas, médicos, professores e outros profissionais andam a tentar descobrir pelo mundo. E Portugal, segundo dados da OCDE, é o nono país com mais atividade científica publicada nas neurociências.

No centro de Neurociências de Coimbra, por exemplo, tenta-se neste momento descobrir os mecanismos de controlo do apetite; um grupo da Universidade do Minho, liderado por Nuno Sousa, está a verificar como é que o stress afeta os neurónios; o Instituto de Biologia Molecular e Celular, através da investigadora Teresa Summavielle, está a analisar se uma mãe toxicodependente afeta o desenvolvimento do cérebro do embrião; no Hospital Santa Maria, em Lisboa, uma equipa liderada pelo médico António Ferreira Gonçalves colocou elétrodos no cérebro de um cocainómano para ver se alteram a sensação de recompensa; e muitos grupos de investigação estão a estudar as doenças neurológicas. E há também locais, como o Laboratório de Interação Mente-Matéria, da Faculdade de Medicina de Lisboa, onde o psiquiatra Mário Simões estuda a parapsicologia e os estados alterados de consciência.

Pelo meio, muitos cientistas portugueses foram para o estrangeiro. Como Tiago Outeiro Flemming, 40 anos, que dá aulas na Universidade de Medizin Göttingen, na Alemanha, onde dirige um departamento de investigação. «Queremos compreender o que acontece no cérebro de alguns de nós e que leva ao aparecimento de doenças neurodegenerativas como Parkinson, Alzheimer, ou Huntington» diz, explicando porque saiu de Portugal. «É como o futebol, em que os jogadores trocam de clube.»

Para Isaura Tavares, porém, é sinal da falta de estabilidade que os cientistas têm no país. «Na realidade, estamos a exportar os nossos cérebros.» Mas muitos ainda permanecem no país e estão a tentar perceber o que realmente se passa no cérebro.

É o caso de um neuropatologista que criou um banco de cérebros, de um médico que inaugurou uma cirurgia que altera os circuitos cerebrais, de um biólogo que está a tentar descobrir como tomamos decisões em relação à comida, de uma bióloga que promete descobrir a forma de ficarmos mais confiantes uns nos outros, e de um psicólogo que usa uma touca que consegue ler o pensamento de doentes em coma. Para ler nesta reportagem.

Enganar as doenças neurológicas

Há 700 portugueses que vivem com elétrodos no cérebro para tentar controlar sintomas de doenças como Parkinson ou distonia. A técnica foi inaugurada no Hospital de São João, no Porto.

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Rui Vaz, diretor de serviço de neurologia do Hospital de São João, no Porto, espera poder aplicar a técnica ECP (estimulação cerebral profunda) a doenças como Alzheimer ou depressão. [Fotografia de Pedro Granadeiro/Global Imagens]

Foi o primeiro neurocirurgião no país a aplicar elétrodos no cérebro de um português com Parkinson. Desde esse 22 de outubro de 2002, em que operou Jesualdo, um homem de 47 anos com doença de Parkinson, já fez a operação a mais de 320 doentes. A última há poucos dias.

Rui Vaz, 63 anos, diretor do Serviço de Neurocirurgia do Hospital de São João, não tem dúvidas: a colocação de elétrodos no cérebro dos doentes – técnica conhecida como estimulação cerebral profunda (ECP) – tem mudado a vida a muitas pessoas. «É impressionante como em poucas horas um doente de Parkinson muda tanto», diz o especialista.

Para que isso aconteça, o médico «entra» nos cérebros dos pacientes para lhes reparar os circuitos cerebrais. Com os doentes acordados, faz dois furos de 14 milímetros no crânio e coloca dois elétrodos na área cerebral que não estava a funcionar corretamente e a provocar sintomas como tremores e rigidez.

Através de um computador, ele e a equipa calculam o local exato onde devem instalar os dois conetores e a trajetória ideal para lá chegar. «Para atingir o alvo cerebral usamos um sistema de neuronavegação com base na tomografia computorizada (TAC) e na ressonância magnética que fazemos aos doentes», explica.

Os doentes passam a viver com os elétrodos na cabeça, que são alimentados por uma bateria (tipo pacemaker), de seis a oito centímetros, que fica escondida debaixo da pele na zona junto ao peito.

Quando em 1976 concluiu o curso na Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, nunca imaginou que tal operação fosse possível. «Aliás, se cinco anos antes de a fazer me dissessem, eu não acreditaria.»

Formou-se em neurocirurgia porque o cérebro é uma área «fascinante» sobre a qual há um «desconhecimento enorme». No ano 2000, quando foi nomeado diretor de serviço no Hospital de São João, no Porto, teve o primeiro contacto sério com esta técnica numa clínica de Zurique.

Apesar das dificuldades para obter financiamento, conseguiu verbas e começou a operar. Desde que fez aquela primeira operação não para de assistir a avanços técnicos: as baterias passaram a durar não quatro mas vinte anos e pelo país já foram feitas mais de 700 operações destas, em vários hospitais de norte a sul.

Hoje, o tratamento é uma evidência científica para Parkinson, distonia, tremor essencial, doença de Gilles de la Tourette e perturbação obsessiva compulsiva.

Rui Vaz está a colaborar num ensaio clínico sobre o impacto na epilepsia e acredita que, em breve, os sintomas de muitas outras doenças psiquiátricas (como Alzheimer, distúrbios alimentares e depressões) poderão ser tratados com esta técnica.

«Estou à espera das conclusões de estudos que estão a ser feitos para poder começar a operar estas doenças em Portugal», adianta o médico. E acredita que também a biologia molecular terá um papel determinante. «Se conseguirem identificar as causas das doenças, podemos desenvolver medicamentos que as tratem sem ser necessário operar.»

Entretanto, é preciso continuar a investigar. «Sabemos em que zona do cérebro estão, mas falta-nos conhecer como as diferentes áreas se conectam entre si.»

O neurocirurgião opera praticamente todas as semanas (e muitas crianças), em especial para tratar a distonia – um distúrbio neurológico dos movimentos.

Nas operações mais complexas conta por vezes com a presença de médicos estrangeiros, como o alemão Jens Volkmann, especialista nesta última doença.

Apesar dos sucessos que os médicos têm tido a alterar os circuitos cerebrais, Rui Vaz avisa que é preciso ter cuidado por poder existir a tentação de usar estas técnicas para as pessoas ficarem apenas mais espertas ou tratar a agressividade de serial killers. «Sou contra. Era como fazer operações plásticas ao cérebro.»

O único banco de cérebros do país

Há apenas um banco de cérebros em Portugal. Funciona no Hospital de Santo António, no Porto, e já serviu de base para descobertas importantes, nomeadamente na área da doença de Parkinson.

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Ricardo Taipa, neuropatologista, e José Barros, diretor do Departamento de Neurociências do Hospital de Santo António, no Porto, onde está instalado o Banco de Cérebros. [Fotografia de Pedro Granadeiro/Global Imagens]
Numa sala do piso zero do Hospital de Santo António, no Porto, estão guardados, numa arca congeladora, trinta cérebros de doentes que morreram com doenças neurológicas ou psiquiátricas. Fazem parte do único banco de cérebros que existe no país, que está a ser usado para investigadores nacionais e internacionais poderem perceber melhor as doenças do sistema nervoso, nomeadamente as degenerativas, que estão a afetar cada vez mais portugueses.

Foi inaugurado em 2014, depois de Ricardo Taipa, 38 anos, ter trazido a ideia de Inglaterra, onde trabalhou no Manchester Neuroscience Centre e no National Hospital for Neurology and Neurosurgery, em Londres.

«Abrir este banco de cérebros humanos era um sonho», diz o neuropatologista e neurologista, que se licenciou em Medicina no Instituto de Ciências Biomédias Abel Salazar, em 2003, e que sempre se sentiu fascinado pelos mistérios que rodeiam o funcionamento daquele órgão.

A maioria dos cérebros ali congelados são de doentes com Alzheimer ou demência frontotemporal. Uma das partes do cérebro mais requisitada pelos investigadores é o hipocampo. «É uma estrutura importante para a memória e por isso muito solicitada para o estudo da doença de Alzheimer», explica Ricardo Taipa.

É que cada cérebro, que pesa em média 1,4 quilos antes de congelado, é dividido em quarenta partes, tantas quantas as diferentes estruturas existentes neste órgão.

Assim, quando o cérebro é doado, é separado em pequenas parcelas, que são colocadas em sacos de plástico individuais: num ficam as amígdalas cerebrais, uma massa cinzenta de dois centímetros de diâmetro que regula a agressividade e o comportamento sexual; noutro guarda-se o núcleo subtalâmico, uma zona que está relacionada com as funções motoras; noutro acomoda-se o núcleo Accubens, responsável pela sensação de recompensa; noutro põe-se o núcleo rubro, uma massa de tonalidade avermelhada que se situa no tronco cerebral e atua nos movimentos; noutro ainda arruma-se o núcleo cerúleo, uma estrutura que produz uma substância responsável pelo stress; e noutro conserva-se os corpos mamilares, núcleos arredondados importantes para as memórias episódicas, que nos permitem lembrar de eventos.

São colocados numa arca de congelação a menos de oitenta graus e ali ficam até serem solicitados por um investigador. Mas antes de serem usados em pesquisas têm de ser catalogados e os médicos têm de confirmar a doença que ali está em causa. «Só uma parte do cérebro, o direito ou o esquerdo, vai para congelar.

A outra metade serve para fazermos o diagnóstico.» Para isso, coloca-se a outra metade do cérebro em formol para que, ao fim de três a quatro semanas, possa ser cortado e as várias partes fixas a blocos de parafina para serem estudadas a microscópio.

Houve já um caso em que os médicos e família acharam que o doente tinha morrido com Alzheimer, mas os testes revelaram que era afinal portador de corpos de leis, uma outra demência.

«Temos de saber bem as doenças para que as amostras sirvam para investigações», explica o neuropatologista, revelando que, em breve, ele e o neurologista Melo Pires, o outro responsável pelo banco, esperam poder começar a recolher cérebros saudáveis.

Apesar de ser recente, o banco já ajudou em descobertas importantes, uma delas publicada na revista Brain, adianta José Barros, chefe do departamento de neurociências, de 56 anos: com amostras cerebrais foi possível descobrir que uma forma genética de Parkinson tem uma ação similar à forma de doença de Parkinson esporádica, mais frequente.

«Isso é importante porque vai permitir, por exemplo, manipular o gene em animais e tentar descobrir medicamentos que podem ajudar na forma de Parkinson mais comum», diz Ricardo Taipa.

Também há estudos sobre a doença dos pezinhos a ser feito com base em amostras recolhidas do cérebro de um doente que estava congelado no banco. «Essa doença é, aliás, uma área importante para nós, pois somos o maior centro de investigação do mundo», diz José Barros, lembrando que uma investigação recente de um especialista do hospital apurou que, ao contrário do que se pensava, a doença dos pezinhos pode ter efeitos no sistema nervoso central e não apenas no periférico.

Por tudo isto, diz, o banco de cérebros é fundamental. «Vai demorar até dar resultados do investimento feito. Mas já é um orgulho para nós.»

Sal ou açúcar?

Uma investigação da Fundação Champalimaud pode ser a solução para perceber porque optamos por certos alimentos – e por que razão as grávidas têm desejos desta ou daquela comida.

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Carlos Ribeiro, investigador principal da Fundação Champalimaud, trabalha na relação entre o cérebro e o estômago. [Fotografia de Reinaldo Rodrigues/Global Imagens]
Como é que o cérebro toma decisões em relação à comida? O que leva uns a optar por peixe e salada e outros por carne e arroz? É a esse tipo de perguntas que o investigador Carlos Ribeiro promete responder com o estudo que está a desenvolver.

O investigador do programa de neurociências da Fundação Champalimaud optou por começar a investigação com moscas da fruta e espera em breve poder passar para ratinhos. E depois seres humanos.

«A mosca da fruta é um animal suficientemente complexo e tem muitas vantagens, como a de ter apenas 200 mil neurónios, nada comparável com os ratos ou seres humanos», garante o investigador. Além disso ocupa pouco espaço, produz-se rapidamente em dez dias e é um animal barato. E já tem alguns resultados.

«Quando retiramos um nutriente da dieta da mosca, os aminoácidos, por exemplo, e depois lhe damos a escolher entre várias opções, como sal, aminoácidos, açúcar ou vitaminas, ela opta exatamente pelo alimento cujos nutrientes tinha em falta», diz o investigador, sublinhando que essa descoberta permite concluir que o cérebro atribui valor aos nutrientes e que estes influenciam o cérebro a decidir.

«Sabemos que o cérebro processa informação de sabor para a tomada de decisões, mas não sabemos onde. E temos de descobrir.» Pelo que se vê na mosca da fruta, é essa alteração de sabor que julga estar na origem dos conhecidos «desejos da grávida».

«As fêmeas grávidas preferem sal e aminoácidos devido à alteração do sabor, ou seja, na gravidez os alimentos têm sabores diferentes». Os desejos são, portanto, uma reação do cérebro.

Aliás, a sua equipa de 12 pessoas decidiu manipular neurónios, de forma a que estes informassem o cérebro sobre uma gravidez que na realidade não existe para ver qual a decisão alimentar. E foi exatamente igual à das moscas realmente grávidas.

«Sabemos que neurónios detetam a gravidez, que neurónios levam essa informação ao cérebro, mas não sabemos ainda em que parte cerebral isso tudo se passa.»

Carlos Ribeiro, filho de pais portugueses, nasceu na Suíça, onde se licenciou em Biologia em 1999. Depois esteve no laboratório austríaco de Barry Dickson, e agora vive em Lisboa. No seu gabinete na Fundação Champalimaud, onde trabalha desde 2009, as paredes estão cheias de folhas A4 com gráficos sobre algumas das últimas análises feitas pela equipa.

Uma das descobertas recentes promete. Perceberam que algumas moscas, quando escolhiam os alimentos, tomavam opções completamente diferentes e então descobriram que há no estômago duas bactérias que influenciam o cérebro a tomar certas decisões.

É como se no estômago houvesse um segundo cérebro, diz o investigador, notando que, se há já estudos que mostram que em certos casos, como no stress, as bactérias podem influenciar o cérebro a mudar de comportamento, esta será a primeira vez que se prova que uma bactéria muda a atitude alimentar.

Do que ninguém tem dúvidas é que a nutrição influencia a saúde das pessoas. E até hoje não tem sido fácil estudar o comportamento das pessoas em relação à alimentação. Além de se saber muito pouco sobre o cérebro, Carlos Ribeiro garante que há outro problema que dificulta os estudos e inquéritos sobre o tema: «As pessoas mentem sobre o que comem.»

Testar a hormona da confiança

No Instituto de Medicina Molecular de Lisboa, 200 a 300 doentes vão consumir uma substância enquanto os seus cérebros serão analisados em tempo real. O estudo clínico nunca foi realizado em Portugal.

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Durante 12 anos, Diana Prata, investigadora do Instituto de Medicina Molecular de Lisboa, trabalhou no King’s College, em Londres. [Fotografia de Reinaldo Rodrigues/Global Imagens]

Diana Prata está a realizar um estudo clínico inédito no país e prepara-se para começar em breve a analisar, em tempo real, o cérebro de 200 a 300 homens, enquanto estes realizam vários jogos – como o dilema do prisioneiro, em que os participantes podem decidir cooperar ou trair os concorrentes.

Aos 38 anos, a investigadora do Instituto de Medicina Molecular de Lisboa procura descobrir de que forma a oxitocina, uma hormona produzida no cérebro, leva as pessoas a colaborarem e confiarem umas nas outras, a serem menos egoístas, a terem mais ou menos receio dos outros.

Para isso, os voluntários – uns irão inalar aquela substância e outros consumirão um placebo – serão sujeitos a uma ressonância magnética durante uma hora e durante outra usarão uma touca de elétrodos para lhes registar e gravar a atividade cerebral enquanto observam imagens de pessoas assustadas e contentes, a ouvir sons diferentes e a enfrentar dilemas.

«Vou verificar o que, perante certas situações, as pessoas decidem e o que, nesse momento, acontece no cérebro», explica Diana Prata, que em 2002, quando se licenciou em Biologia pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, partiu para Londres.

Ao longo de 12 anos na capital britânica realizou, no King’s College London, vários estudos sobre os genes e as doenças mentais, como distúrbios alimentares, doença bipolar e esquizofrenia.

Foi durante estes trabalhos que percebeu que há variada medicação para as alucinações e delírios dos esquizofrénicos mas não há fármacos para os ajudar a melhorar em relação aos problemas de comportamento social que os afetam e os levam ao isolamento.

A investigadora tem esperança de que, no futuro, este estudo possa contribuir para o desenvolvimento de medicamentos que melhorem estes sintomas comportamentais na esquizofrenia, mas também noutras doenças, como autismo, depressão, ansiedade, anorexia ou até toxicodependência.

Para isso, Diana Prata vai usar a oxitocina – uma hormona que até recentemente se julgava ter apenas a função de ajudar as mulheres no parto, promovendo, por exemplo, as contrações. E vai testar o seu efeito em algumas zonas do cérebro: numa pequena estrutura cerebral (amígdala) que sinaliza o medo, num núcleo (estriado) que é responsável pela sensação de recompensa e em partes do córtex frontal e temporal, a área cerebral com a qual conseguimos perceber as emoções nos outros.

Há estudos que indicam, adianta a investigadora, que a oxitocina diminuiu a atividade da amígdala e, portanto, reduz o medo e torna as pessoas mais calmas.

Além disso, aumenta a ação do núcleo do prazer e fortalece a sensação de recompensa associada à interação social, o que faz crescer a vontade de confiar nos outros e melhora a capacidade dos neurónios do córtex que nos fazem entender o que uma pessoa está a sentir quando olhamos para ela.

«O que vamos fazer é tentar perceber onde estão e como trabalham os recetores desta substância no cérebro», detalha Diana Prata, que espera ainda descobrir se os genes influenciaram todo este processo do comportamento. «Queremos saber se são fatores genéticos que levam uma pessoa a produzir mais ou menos oxitocina.»

Seja como for, descobrir a forma como a oxitocina funciona nos circuitos cerebrais para ajudar a compreender a base biológica do comportamento social já é uma vitória.

Aliás, o êxito do seu trabalho mede-se pelas bolsas que conseguiu (Bial, Instituto de Medicina Molecular e União Europeia), que somadas valem cerca de 300 mil euros. Depois de testar os homens entre os 20 e os 35 anos – já tem sessenta voluntários inscritos –, a investigadora quer também analisar os cérebros de doentes esquizofrénicos e de mulheres.

Desde que veio de Londres, em 2014, e criou o seu próprio laboratório no Instituto de Medicina Molecular de Lisboa, Diana Prata tem-se dedicado a estudar a biologia do comportamento humano. E agora está prestes a descobrir se uma mera substância é capaz de nos tornar mais amigos uns dos outros.

Uma touca para ler pensamentos

Técnica inovadora em Portugal permite a doentes em estado vegetativo ou coma comunicar com o exterior. É um método usado em poucos sítios do mundo. Um deles é o Centro Cérebro, em Braga.

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O neuropsicólogo Jorge Alves abriu o Centro do Cérebro, em Braga, dedicado ao tratamento e investigação de doenças e lesões neurológicas. [Fotografia de Pedro Granadeiro/Global Imagens]
O futuro já está a acontecer», alerta o neuropsicólogo Jorge Alves, 38 anos, que lidera o instituto de neurocirurgia Centro Cérebro, em Braga. É ali que, garante o clínico, se encontram tratamentos e tecnologia de última geração.

A mais recente é uma touca com 16 elétrodos que lê pensamentos de doentes em estado vegetativo ou em coma com algum estado de consciência, permitindo que contactem com o exterior.

«Colocamos, por exemplo, três sensores vibrotáteis nos membros superiores do doente e também noutra parte do corpo – em regra, nas costas –, pedimos-lhe para se concentrar na vibração que está a sentir no braço esquerdo e tentar abster-se das outras vibrações, se quiser responder às questões com um sim. Cada vez que esta vibração é sentida, é visível um sinal na atividade cerebral do paciente no computador», explica Jorge Alves.

Outra forma de comunicar é pedir ao doente que tente imaginar o movimento do braço esquerdo se quiser responder positivamente a uma questão ou o movimento do braço direito se pretender dizer que não. «O sistema de que dispomos analisa a atividade cerebral e consegue fornecer a resposta em tempo real.»

Esta tecnologia – que inclui a touca, o software e o hardware – resultou do trabalho de vários projetos de investigação e universidades. Em Portugal ainda é muito recente, não tendo sido usada ainda para comunicação, mas apenas para investigação.

Desde a escola primária que Jorge Alves «tinha um fascínio pela ciência». Licenciou-se em Ciência Psicológica pela Universidade do Minho, em 2007, especializou-se como neuropsicólogo clínico, concluiu o doutoramento em 2014 em psicologia clínica e tornou-se investigador e revisor de várias revistas internacionais.

Em 2015 abriu o Centro Cérebro, em Braga, dedicado ao tratamento e investigação das doenças e lesões neurológicas e das perturbações psicológicas. Um dos métodos a que o especialista recorre é a realidade virtual, não só para fobias mas também para problemas como acidentes vasculares cerebrais.

«O paciente com AVC já pode realizar o treino especializado e intensivo de recuperação do braço em casa através de um sistema computorizado de realidade virtual. E nós conseguimos monitorizar a evolução em tempo real e prescrever exercícios ajustados à evolução do paciente.»

Jorge Alves acredita que no futuro será possível restaurar, pelo menos parcialmente, funções motoras através de próteses e de sistemas de comunicação entre o cérebro e os computadores.

Ao Centro Cérebro chegam cada vez mais adultos com fobia de andar de avião e crianças com medo do escuro. A ideia é usar a realidade virtual, colocando o doente, através de óculos especiais, perante situações e ambientes que receia. Isto para que, pela habituação, a parte frontal do cérebro ganhe controlo sobre as amígdalas, as estruturas cerebrais responsáveis pelo medo.

O horror aos aviões, por exemplo, é tratado com imagens que colocam o paciente em aeroportos, em pleno voo ou a aterrar. Todos estes tratamentos, defende o psicólogo, são provas de que a tecnologia está a mudar os cuidados de saúde. Desde que começou a estudar o cérebro, Jorge Alves admite que já foi surpreendido.

Em especial «por ter percebido que não é apenas o cérebro de uma criança que se adapta ao meio mas que há cada vez mais evidências que mesmo em adultos mais velhos é possível, através de treino específico, haver compensação e até restauração parcial das funções».

O especialista acredita que no futuro será possível restaurar, pelo menos parcialmente, funções motoras através de próteses e de sistemas de comunicação entre o cérebro e os computadores. E até coloca a possibilidade de se conseguir um dia colocar chips no cérebro para melhorar a memória. Mas admite que há tratamentos muito difíceis de atingir: «Possivelmente parar o envelhecimento é uma destas utopias.»

Catarina Guerreiro
Reinaldo Rodrigues/Global Imagens e Pedro Granadeiro/Global Imagens