quinta-feira, 1 de junho de 2017

Um método não invasivo para estimulação cerebral profunda - Os eletrodos colocados no couro cabeludo podem ajudam pacientes com doença cerebral

Uma estimulação TI excita uma área no hipocampo de rato, mostrada em verde claro através da rotulação de c-fos. Crédito: Nir Grossman, Ph.D., Suhasa B. Kodandaramaiah, Ph.D., e Andrii Rudenko, Ph.D.
June 1, 2017 - A entrega de uma corrente elétrica a uma parte do cérebro envolvida no controle de movimentos demonstrou ser bem sucedida no tratamento de vários pacientes com doença de Parkinson. Esta abordagem, conhecida como estimulação cerebral profunda, requer implantação de eletrodos no cérebro - um procedimento complexo que traz algum risco para o paciente.

Agora, pesquisadores do MIT, que colaboraram com pesquisadores do Centro Médico Beth Israel Deaconess (BIDMC) e da Fundação IT'IS, criaram uma maneira de estimular regiões profundas do cérebro usando eletrodos colocados no couro cabeludo. Esta abordagem poderia tornar a estimulação cerebral profunda não invasiva, menos arriscada, menos dispendiosa e mais acessível aos pacientes.

"A estimulação tradicional do cérebro profundo requer a abertura do crânio e a implantação de um eletrodo, o que pode ter complicações. Em segundo lugar, apenas um pequeno número de pessoas pode fazer esse tipo de neurocirurgia", diz Ed Boyden, professor associado de engenharia biológica e ciências cerebrais e cognitivas No MIT, e o autor sênior do estudo, que aparece na edição de 1 de junho da Cell.

Os médicos também usam estimulação cerebral profunda para tratar alguns pacientes com transtorno obsessivo compulsivo, epilepsia e depressão, e estão explorando a possibilidade de usá-lo para tratar outras condições como o autismo. A nova abordagem não invasiva poderia facilitar a adaptação da estimulação cerebral profunda para tratar transtornos adicionais, dizem os pesquisadores.

"Com a capacidade de estimular as estruturas cerebrais de forma não invasiva, esperamos que possamos ajudar a descobrir novos alvos para o tratamento de transtornos cerebrais", diz o autor principal do papel, Nir Grossman, um ex-pós-doutor Wellcome Trust-MIT que trabalha no MIT e BIDMC, que agora é um pesquisador do Imperial College de Londres.

Localizações profundas
Os eletrodos para o tratamento da doença de Parkinson geralmente são colocados no núcleo subtalâmico, uma estrutura em forma de lente localizada abaixo do tálamo, no fundo do cérebro. Para muitos pacientes de Parkinson, o fornecimento de impulsos elétricos nesta região do cérebro pode melhorar os sintomas, mas a cirurgia para implantar os eletrodos traz riscos, incluindo hemorragia cerebral e infecção.

Outros pesquisadores tentaram estimular de forma não invasiva o cérebro usando técnicas como a estimulação magnética transcraniana (TMS), que é aprovada pela FDA para tratar a depressão. Uma vez que o TMS não é invasivo, também foi usado em indivíduos humanos normais para estudar a ciência básica da cognição, emoção, sensação e movimento. No entanto, o uso de TMS para estimular estruturas cerebrais profundas também pode resultar na forte estimulação das regiões superficiais, resultando em modulação de múltiplas redes de cérebro.

A equipe MIT criou uma maneira de fornecer estimulação elétrica profunda no cérebro, através de eletrodos colocados no couro cabeludo, aproveitando um fenômeno conhecido como interferência temporal.
Esta estratégia requer a geração de duas correntes elétricas de alta freqüência usando eletrodos colocados fora do cérebro. Esses campos são muito rápidos para conduzir neurônios. No entanto, essas correntes interferem umas com as outras, de modo que, quando se cruzem, no fundo do cérebro, uma pequena região de corrente de baixa freqüência é gerada dentro dos neurônios. Esta corrente de baixa freqüência pode ser usada para direcionar a atividade elétrica dos neurônios, enquanto a corrente de alta freqüência passa pelo tecido circundante sem efeito.

Ao ajustar a freqüência dessas correntes e alterar o número e a localização dos eletrodos, os pesquisadores podem controlar o tamanho e a localização do tecido cerebral que recebe a estimulação de baixa freqüência. Eles podem segmentar locais profundos no cérebro sem afetar nenhuma das estruturas circundantes do cérebro. Eles também podem dirigir a localização da estimulação, sem mover os eletrodos, alterando as correntes. Desta forma, metas profundas poderiam ser estimuladas, tanto para uso terapêutico quanto para pesquisas científicas básicas.
"Você pode buscar alvos profundos e poupar os neurônios sobrepostos, embora a resolução espacial ainda não seja tão boa quanto a estimulação cerebral profunda", diz Boyden, membro do MIT's Media Lab e McGovern Institute for Brain Research.

Estimulação direcionada
Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower para Aprendizagem e Memória do MIT, e pesquisadores em seu laboratório testaram esta técnica em camundongos e descobriram que poderiam estimular pequenas regiões profundas no cérebro, incluindo o hipocampo. Eles também foram capazes de mudar o local da estimulação, permitindo que eles ativassem diferentes partes do córtex motor e induzem os ratos a mover seus membros, orelhas ou bigodes.

"Nós mostramos que podemos direcionar precisamente uma região do cérebro para provocar não apenas a ativação neuronal, mas as respostas comportamentais", diz Tsai, que é autor do artigo. "Eu acho que é muito emocionante porque a doença de Parkinson e outros distúrbios do movimento parecem ser originários de uma região muito específica do cérebro, e se você pode segmentar isso, você tem o potencial de reverter isso".

Significativamente, nas experiências do hipocampo, a técnica não ativou os neurônios no córtex, a região situada entre os eletrodos no crânio e o alvo no interior do cérebro. Os pesquisadores também não encontraram efeitos prejudiciais em qualquer parte do cérebro.

No ano passado, Tsai mostrou que o uso de luz para induzir visualmente as ondas cerebrais de uma determinada freqüência poderia reduzir substancialmente as placas beta amilóides observadas na doença de Alzheimer, no cérebro de camundongos. Ela agora planeja explorar se esse tipo de estimulação elétrica poderia oferecer uma nova maneira de gerar o mesmo tipo de ondas cerebrais benéficas. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medical Xpress. Leia também aqui:  Una nueva técnica activa áreas profundas del cerebro desde el exterior, aqui: A noninvasive method for deep brain stimulation ou aqui: Researchers develop non-invasive deep brain stimulation method.

Nenhum comentário:

Postar um comentário