Migraine is a brain disorder characterized by recurrent headaches, resulting from a combination of genetic predisposition and environmental factors. It is one of the most prevalent and disabling diseases worldwide, representing an excessive societal and economical burden. Unfortunately, while over usage of drugs for attack treatment is known to promote the evolution of the disease into a chronic form, preventive drugs aiming to reduce attack frequency have limiting adverse effects and an efficacy of 50% at the most. Significantly, a growing number of neuroimaging studies have started to uncover structural and functional brain changes associated with migraine. The ability to identify such imaging biomarkers, not only enlightens the pathophysiology of the disease, but it also enables the design of alternative, non-drug therapies based on neuromodulation techniques. Most interestingly, these can in principle be personalized by specifically targeting the individual neuroimaging profile of each patient. In this Project, we aim to identify multimodal neuroimaging biomarkers of migraine, and to use these to develop a novel personalized therapeutic approach based on neurofeedback targeting those biomarkers. We will study a group of patients with episodic migraine without aura using MRI concurrently with EEG, including both task-based and resting-state functional imaging protocols as well as structural imaging, and compare them with healthy controls. We will subsequently employ machine learning techniques in order to identify the neuroimaging biomarkers that best discriminate migraineurs from controls throughout the migraine cycle (headache-free and attack states, as well as premonitory and resolution phases of the attacks). We will then develop a functional MRI-inspired EEG-based neurofeedback protocol aimed at normalizing the patients' aberrant neuroimaging profile and in this way minimize, or even prevent, the occurrence of migraine attacks. A sub-group of patients will be selected for the neurofeedback intervention, at the end of which they will undergo neuroimaging and clinical evaluation in order to evaluate its effects. In conclusion, we expect to perform the first multimodal EEG-MRI study of migraine and with it unravel novel neuroimaging biomarkers of the disease, and to develop and test a new EEG-neurofeedback protocol aimed at providing personalized, preventive anti-migraine treatment. To achieve these goals, we put together scientists and engineers with extensive expertise in brain MRI, EEG and neurofeedback, as well as clinical experts in migraine, in a synergetic and interdisciplinary collaborative effort. With this team, working with state-of-the-art MRI and EEG equipment, we are in a unique position to address the challenging problem of offering novel treatments for migraine. Overall, our achievements should contribute to improving the management of this highly disabling disease, with potentially great societal and economical impact. A enxaqueca é um distúrbio cerebral caracterizado por cefaleias recorrentes, resultantes de uma combinação de predisposição genética e fatores ambientais. É uma das doenças mais comuns e incapacitantes em todo o mundo, de enorme carga social e económica. Infelizmente, o uso excessivo de drogas é conhecido por promover a evolução da doença para um estado crónico; por outro lado, drogas preventivas visando reduzir a frequência das cefaleias têm efeitos adversos e uma eficácia de 50% no máximo. Um número crescente de estudos imagiológicos começou a descobrir alterações estruturais e funcionais no cérebro associadas à enxaqueca. A capacidade de identificar tais biomarcadores imagiológicos permite determinar a patofisiologia da doença, assim como o desenho de terapias alternativas, não farmacológicas, baseadas em técnicas de neuromodulação. Acima de tudo, estas podem, em princípio, ser personalizadas, visando normalizar o perfil individual imagiológico de cada doente. Neste projeto, pretendemos identificar biomarcadores multimodais imagiológicos da enxaqueca, e usá-los para desenvolver uma nova abordagem terapêutica personalizada baseada em neurofeedback. Para tal, iremos estudar um grupo de pacientes com enxaqueca episódica sem aura usando MRI simultâneo com EEG, incluindo protocolos de imagem funcional durante uma tarefa e em repouso, bem como imagens estruturais, e compará-las com controlos saudáveis. Em seguida, empregaremos técnicas de aprendizagem automática para identificar os biomarcadores imagiológicos que melhor discriminam os pacientes dos controlos ao longo do ciclo da enxaqueca (fases sem e com cefaleia, bem como as fases pré- e pós-cefaleias). Em seguida, desenvolveremos um protocolo de neurofeedback baseado em EEG com base em estudos funcionais de MRI, com o objetivo de normalizar o perfil imagiológico aberrante dos pacientes e minimizar, ou mesmo prevenir, a ocorrência de cefaleias. Um subgrupo de pacientes será selecionado para realizar o protocolo de neurofeedback, no fim do qual eles serão submetidos a um segundo estudo de MRI, com o objetivo de avaliar os efeitos da terapia. Em conclusão, com este projeto iremos realizar o primeiro estudo multimodal EEG-MRI da enxaqueca e com ele desvendar novos biomarcadores imagiológicos da doença, e desenvolver e testar um novo protocolo de EEG-neurofeedback visando proporcionar um tratamento personalizado de prevenção de enxaquecas. Para atingir estes objetivos, reunimos cientistas e engenheiros com vasta experiência em ressonância magnética cerebral, EEG e neurofeedback, bem como especialistas clínicos em enxaqueca, num esforço sinérgico e interdisciplinar de colaboração. Com esta equipa, trabalhando com tecnologia de ponta de MRI e EEG, estamos numa posição única para resolver o problema desafiante de oferecer novos tratamentos para a enxaqueca. Globalmente, esperamos contribuir para melhorar o manejo desta doença altamente incapacitante, com grande impacto social e económico.