Introdução: As sequelas neuropsiquiátricas da COVID-19 são amplamente documentadas em pacientes com sintomas neurológicos graves durante a fase crônica ou subaguda da doença. Contudo, permanece incerto se modificações subclínicas do metabolismo cerebral podem estar presentes no início da fase aguda da doença. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar e quantificar possíveis alterações metabólicas cerebrais em pacientes hospitalizados por síndrome respiratória aguda associada à COVID-19, sem manifestações neurológicas ou apenas com sintomas leves. Métodos: Foram incluídos 23 pacientes não intubados (13 do sexo feminino; idade média de 55,5 ± 12,1 anos), hospitalizados com RT-PCR de swab nasofaríngeo positivo para COVID-19, todos necessitando de oxigenoterapia suplementar e sem manifestações neurológicas ou apenas sintomas leves. Os níveis séricos de proteína C reativa na admissão variaram entre 6,43 e 189,0 mg/L (média: 96,9 ± 54,2 mg/L). A taxa média de fluxo de oxigênio suplementar foi de 2,9 ± 1,4 L/min. Os exames de PET/CT com [18F]FDG foram realizados após mediana de 12 dias do início dos sintomas (intervalo: 4–20 dias). A análise quantitativa da captação de [18F]FDG em múltiplas regiões cerebrais foi avaliada usando software dedicado e o desvio padrão (DP) da captação cerebral em cada região foi calculado automaticamente em comparação com valores de referência de um banco de dados normal. Resultados: Estruturas evolutivamente antigas mostraram valores médios SD positivos de captação de [18F]FDG. Os núcleos lenticulares apresentaram hipermetabolismo bilateral (>2 DP) em 21 de 23 pacientes (91,3 ), enquanto o tálamo esteve acometido em 16 de 23 (69,6 ), de forma bilateral em 11 (47,8 ). Aproximadamente metade da amostra mostrou hipermetabolismo no tronco encefálico, 40 no hipocampo e 30 no cerebelo. Em contraste, as regiões neocorticais — lobos frontal, parietal, temporal e occipital — exibiram valores médios negativos de DP na captação de [18F]FDG, com hipometabolismo (<2 DP) identificado em até um terço dos pacientes. Foram observadas ainda correlações entre hipóxia, inflamação, marcadores de coagulação e captação de [18F]FDG em diferentes estruturas cerebrais. Conclusões: O metabolismo cerebral mostrou-se nitidamente alterado durante a fase aguda da síndrome respiratória por COVID-19 em pacientes sem manifestações neurológicas ou com sintomas leves. O achado predominante foi o hipermetabolismo acentuado em estruturas filogeneticamente antigas, como os núcleos lenticulares e o tálamo. Em contrapartida, o metabolismo neocortical esteve reduzido em até um terço da amostra, indicando um padrão de redistribuição do metabolismo do neocórtex para estruturas cerebrais mais primitivas.