Cientistas desenvolvem abordagem não invasiva para estimulação elétrica cerebral profunda
Os tratamentos atuais que usam estimulação elétrica cerebral profunda exigem que um cirurgião abra o crânio e implante eletrodos no interior do cérebro. Agora, em um novo estudo usando ratos, os cientistas demonstram uma abordagem não invasiva chamada estimulação com interferência temporal, que usa eletrodos colocados no couro cabeludo para estimular eletricamente regiões profundamente no cérebro. A técnica experimental não requer implantes cirúrgicos e não perturba o tecido cerebral superficial.
Em um artigo publicado na revista Célula, os pesquisadores – incluindo uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em Cambridge – relatam como eles testaram o novo método de estimulação com interferência temporal (TI) no cérebro de ratos.
A estimulação cerebral profunda (DBS) foi originalmente desenvolvida como um tratamento para reduzir os sintomas da doença de Parkinson, que normalmente incluem movimentos incontroláveis, rigidez, tremor e problemas com a caminhada.
Nas abordagens atuais do DBS, a estimulação elétrica é fornecida através de dois eletrodos que devem ser implantados cirurgicamente no interior do cérebro.
No entanto, devido à sua natureza invasiva, essas abordagens ao DBS trazem consigo o risco de infecção, derrame e sangramento no cérebro.
Técnicas de estimulação cerebral não invasiva – como a estimulação magnética transcraniana aprovada para o tratamento da depressão – são bastante eficazes para estimular o tecido próximo à superfície do cérebro.
Infelizmente, eles são menos eficazes em estimular regiões mais profundas do cérebro, especialmente sem também perturbar as regiões da superfície.
A estimulação da TI baseia-se no fato de que a colocação de eletrodos de alta frequência no couro cabeludo resulta na frequência de cada eletrodo muito alta para que a corrente estimule os neurônios por si mesma; as propriedades biofísicas das células apenas permitem que elas fiquem excitadas por correntes de baixa frequência.
No entanto, configurar as correntes de alta frequência para que suas frequências sejam ligeiramente diferentes, onde elas se cruzam, permite gerar uma pequena área de corrente de baixa frequência que pode estimular os neurônios.
Por exemplo, é possível ter um eletrodo enviando um sinal de 4.000 hertz em um lado da cabeça e outro enviando um sinal de 4.001 hertz no outro lado.
Foi exatamente isso que os pesquisadores fizeram: eles criaram as correntes de alta frequência nos eletrodos do couro cabeludo, para que se encontrassem em uma região específica, profundamente dentro do cérebro de ratos vivos.
Eles primeiro testaram o método em modelos físicos usando modelos de computador e, com base nesses resultados, realizaram testes nos ratos.
Usando uma técnica chamada rotulagem de neurônios c-Fos, eles confirmaram que os sinais elétricos de TI apenas excitavam as células cerebrais na região-alvo e não perturbavam os neurônios no tecido da superfície pelas quais as correntes de alta frequência passavam.
Em seu trabalho de estudo, os autores descrevem como eles usaram a estimulação de TI para atingir o hipocampo e outras pequenas regiões profundamente dentro do cérebro dos ratos.
Eles demonstraram como podiam controlar o tamanho e a localização da área alvo profundamente dentro do cérebro, alterando as frequências dos sinais elétricos e alterando o número e a posição dos eletrodos externos.
Foi até possível estimular seletivamente partes do córtex motor e fazer com que os ratos movessem seus bigodes, orelhas, patas esquerdas e patas direitas, observam eles.
Em 2016, o professor Li-Huei Tsai, um dos pesquisadores e professor de neurociência do MIT, usou ratos para mostrar que um tipo de terapia com luz pode oferecer um tratamento não invasivo para a doença de Alzheimer.
Essa técnica lança luz tremeluzente nos olhos para configurar oscilações de uma frequência específica no cérebro, resultando em níveis reduzidos de neurônios das placas amilóides – uma característica conhecida da doença de Alzheimer.
Tsai diz que agora quer descobrir se a estimulação da TI pode ter um efeito semelhante.
Os pesquisadores também planejam estudar os efeitos da estimulação da TI em humanos. Eles vêem o potencial de usá-lo não apenas para tratar doenças cerebrais, mas também para estudá-las.
Eles observam que a estimulação da TI pode não ser capaz de atingir regiões cerebrais tão precisamente quanto a DBS; portanto, a técnica invasiva ainda pode acabar sendo o tratamento de escolha para a doença de Parkinson.
No entanto, eles sugerem que a técnica não invasiva ainda pode beneficiar pacientes com outras condições – como acidente vascular cerebral, perda de memória e lesão cerebral traumática – que não requerem a resolução precisa do DBS.
“Com a capacidade de estimular estruturas cerebrais de forma não invasiva, esperamos poder ajudar a descobrir novos alvos para o tratamento de distúrbios cerebrais. ”
Primeiro autor Dr. Nir Grossman, Imperial College London, Reino Unido
Aprenda como a estimulação cerebral profunda pode ser um tratamento eficaz para a anorexia.
Source link
