Um paciente com dor
crônica segura um dispositivo de estimulação cerebral profunda. Crédito: Maurice
Ramirez / UC San Francisco
21 de agosto de 2025 -
A eletricidade é a linguagem do cérebro. Por uma década, o
financiamento do National Institutes of Health (NIH) permitiu que
médicos-cientistas da UC San Francisco decifrassem essa linguagem e
usassem estimulação cerebral profunda para reescrever doenças.
A estimulação
cerebral profunda fornece correntes elétricas direcionadas por meio
de minúsculos eletrodos implantados no cérebro. Como um marca-passo
cardíaco, esses pulsos elétricos interrompem a atividade cerebral
problemática - interrompendo tremores ou sinais de dor antes que
eles se instalem. Embora a estimulação cerebral profunda contínua
tenha tratado distúrbios do movimento como a doença de Parkinson
por décadas, a tecnologia muitas vezes ficou atrás dos sintomas
variáveis dos pacientes. E não tem sido eficaz de forma confiável
quando testado contra outras condições.
Na última década, os
professores de cirurgia neurológica da UCSF Philip Starr, MD, PhD, e
Edward Chang, MD, foram pioneiros em técnicas cirúrgicas e de
mapeamento cerebral, inaugurando a estimulação cerebral profunda
personalizada. Com essa abordagem inovadora, desenvolvida em parte na
UCSF, a estimulação elétrica só é fornecida quando o dispositivo
detecta atividade cerebral anormal associada aos sintomas - atividade
exclusiva de cada paciente.
Esse avanço foi
possível graças ao financiamento da iniciativa NIH Brain Research
Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN).
Aqui estão quatro
maneiras pelas quais os cientistas da UCSF estão moldando o futuro
da estimulação cerebral profunda personalizada para tratar a doença
de Parkinson e, talvez um dia, as formas mais graves de dor crônica,
depressão e transtorno obsessivo-compulsivo.
Doença de Parkinson
Shawn Connolly, instrutor de skate e ex-profissional, gerencia seus sintomas da doença de Parkinson com um dispositivo de estimulação cerebral profunda. Foto de Maurice Ramirez
O ex-skatista
profissional Shawn Connolly, um homem caucasiano vestindo um gorro,
senta-se contemplativamente em frente a uma parede decorada com
skates.
Shawn Connolly é um
dos milhões de americanos que vivem com a doença de Parkinson, uma
doença neurológica progressiva que afeta principalmente o
movimento. Pode resultar em sintomas como tremores, alterações na
caminhada e movimentos mais lentos.
Quando Connolly foi
diagnosticado em 2015 com apenas 39 anos, a tecnologia de estimulação
cerebral profunda contínua existente ficou aquém de fornecer alívio
dos sintomas em constante mudança, que podem variar de lentidão e
rigidez a ondas de movimento involuntário. Em cinco anos, o
ex-skatista profissional estava andando com uma bengala.
Em 2021, Connolly
participou de um pequeno ensaio clínico testando uma abordagem de
estimulação cerebral profunda autoajustável desenvolvida por
Starr, que co-dirige a Clínica de Distúrbios do Movimento e
Neuromodulação e Simon Little, MBBS, PhD, professor assistente de
neurologia.
Sua próxima geração
de tecnologia de estimulação cerebral profunda respondeu aos
sintomas de Parkinson de Connolly em tempo real. A abordagem usou um
algoritmo que reconheceu sinais cerebrais que indicam que um sintoma
estava se desenvolvendo e direcionou o dispositivo para fornecer a
quantidade certa de estimulação elétrica para evitá-lo. Ao
contrário da tradicional estimulação cerebral profunda do início
dos anos 2000 - que estava sempre ligada - esta nova versão só
fornece eletricidade quando necessário.
Em fevereiro, a Food
and Drug Administration aprovou o uso de dois algoritmos adaptativos
semelhantes de estimulação cerebral profunda - um baseado no
trabalho de Little - abrindo caminho para o primeiro sistema
adaptativo de estimulação cerebral profunda do mundo para pessoas
com Parkinson.
"Definitivamente
mudou minha vida", disse Connolly em 2024. "Eu posso passar
o dia inteiro me sentindo bem."
Hoje, os insights de
Starr e Chang sobre mapeamento cerebral também estão auxiliando na
pesquisa de maneiras novas e menos invasivas de obter resultados
personalizados de estimulação cerebral profunda - sem a cirurgia.
O tratamento de
Connolly foi possível graças a anos de apoio do NIH a Starr e
Chang, que foram pioneiros no uso da eletrocorticografia, um tipo de
monitoramento que permite aos pesquisadores registrar sinais de
dentro do cérebro. A tecnologia permitiu que Starr implantasse o
primeiro dispositivo de gravação em vários locais em um paciente
com Parkinson em 2013, preparando o terreno para a próxima geração
de estimulação cerebral profunda personalizada "conforme
necessário". Os pesquisadores da UCSF continuam a ajustar a
tecnologia, desenvolvendo novas maneiras de medir as mudanças de
caminhada relacionadas ao Parkinson, um de seus sintomas mais
perturbadores, para melhorar a estimulação cerebral profunda.
Dor crônica
Uma radiografia de um
participante do estudo mostra dois dispositivos em seus ombros
esquerdo e direito, estendendo fios até o crânio.
Em 2023, os cientistas
da UCSF usaram um dispositivo de gravação neural para registrar a
atividade cerebral associada à dor crônica e, com IA, foram capazes
de decodificar biomarcadores de dor pela primeira vez. A descoberta
abriu caminho para um ensaio clínico para estudar a estimulação
cerebral profunda personalizada para dor crônica.
Prasad Shirvalkar
Quase um quarto dos
americanos vive com dor crônica, ou dor que se arrasta por pelo
menos três meses. Para muitos, sua dor é resistente a qualquer
tratamento.
Em 1972, os professores
de cirurgia neurológica da UCSF John E. Adams, MD, e Yoshio
Hosobuchi, MD, tornaram-se os primeiros nos EUA a testar a
estimulação cerebral profunda contínua para dor crônica.
Sucessivas equipes internacionais tentaram experimentos de
estimulação cerebral profunda para dor persistente por mais de 50
anos. Cada equipe reproduziu os resultados fugazes de Adams e
Hosobuchi.
Mas os cientistas
passaram a suspeitar que, com o tempo, o cérebro se acostumou com a
corrente "sempre ligada" e, eventualmente, aprendeu a ser
mais esperto que ela. A dor voltou.
Em 2023, Prasad
Shirvalkar, MD, PhD, professor associado de anestesiologia e cirurgia
neurológica, tornou-se o primeiro a descobrir biomarcadores de dor
individuais, sinais biológicos que podem ser detectados e medidos,
combinando a atividade cerebral coletada por meio de eletrodos
implantados com registros de dor do paciente. Ele usou inteligência
artificial para prever quando os pacientes sentiriam dor com base em
seus sinais cerebrais.
A descoberta permitiu
ensaios clínicos na UCSF de sistemas personalizados de estimulação
cerebral profunda que podem detectar quando surgem marcadores de dor
e, em seguida, fornecer estimulação direcionada sob demanda - como
um termostato entrando em ação para resfriar uma sala que ficou
muito quente. Esses estudos iniciais podem abrir caminho para testes
maiores, trazendo essa tecnologia do laboratório para casa.
Depressão
A depressão de Sarah
era tão ruim quando ela conheceu Edward Chang, MD, da UCSF, que ela
não conseguia ver uma saída.
"Eu estava no fim
da linha. Eu estava gravemente deprimido. Eu não conseguia me ver
continuando... se eu nunca pudesse ir além disso", disse ela à
UCSF em 2021. "Não era uma vida que valia a pena ser vivida."
Quase 1 em cada 3
pessoas diagnosticadas com transtorno depressivo maior nos EUA vive
com depressão resistente ao tratamento, como Sarah.
Uma paciente chamada
Sarah senta-se em uma clínica para testar seu dispositivo de
estimulação cerebral profunda.
Sarah, uma participante
de um ensaio clínico cujos sintomas de depressão foram aliviados
por correntes elétricas de um dispositivo de estimulação cerebral
profunda.
Em 2018, Chang e seus
colegas utilizaram técnicas avançadas de mapeamento cerebral
desenvolvidas na UCSF para identificar padrões de atividade cerebral
elétrica que se correlacionam com estados de humor e descobrir novas
regiões cerebrais que poderiam ser estimuladas para aliviar o humor
deprimido de alguém. Em 2020, a equipe de Chang usou esse
conhecimento para fornecer a Sarah um sistema personalizado de
estimulação cerebral profunda que finalmente aliviou sua depressão.
Seu sucesso mostra que a estimulação cerebral profunda
personalizada pode, um dia, ser um tratamento eficaz para outras
pessoas.
"Nos primeiros
meses, a diminuição da depressão foi tão abrupta e eu não tinha
certeza se duraria", lembrou ela. "Mas durou. E percebi que
o dispositivo realmente aumenta a terapia e o autocuidado que aprendi
enquanto era paciente aqui na UCSF.
As duas abordagens,
estimulação cerebral profunda e terapia da fala, ajudaram a
controlar seus pensamentos intrusivos: "Esses pensamentos ainda
surgem, mas é apenas ... puf... o ciclo para."
Hoje, o professor de
psiquiatria da UCSF, Andrew D. Krystal, MD, PhD, dirige um estudo
financiado pelo governo federal que estuda a estimulação cerebral
profunda e a depressão que, se bem-sucedida, pode ajudar a levar a
tecnologia que salvou a vida de Sarah a milhões de pessoas.
Veja como os
dispositivos de estimulação cerebral profunda podem detectar a
atividade cerebral associada à depressão e desencadear a
estimulação em resposta. O dispositivo de Sarah melhorou
drasticamente sua qualidade de vida.
Transtorno
obsessivo-compulsivo e além
Hoje, o financiamento
do NIH por meio da Iniciativa BRAIN e outros programas permitiu que a
UCSF se tornasse um dos cerca de uma dúzia de hospitais que oferecem
estimulação cerebral profunda contínua como parte do atendimento
psiquiátrico para transtorno obsessivo-compulsivo intratável (TOC).
O TOC é marcado por pensamentos incontroláveis e recorrentes e
comportamentos repetitivos e difíceis de resistir, e afeta cerca de
1 em cada 50 americanos. Atualmente, a Food and Drug Administration
limita a estimulação cerebral profunda apenas aos casos mais
graves.
Andrew Moses Lee, MD,
PhD, dirige o Programa de TOC da UCSF. Lee está atualmente liderando
um pequeno ensaio clínico para identificar potenciais biomarcadores
de sintomas de TOC no cérebro e possíveis locais para estimulação
cerebral profunda personalizada no futuro. Juntamente com Krystal,
Lee também está liderando um ensaio clínico para avaliar a
estimulação cerebral profunda personalizada para a condição.
Chang acredita que
esses tratamentos podem ajudar a tratar condições como dependência,
síndrome de Tourette e até doença de Alzheimer, embora cada
condição tenha seu próprio tipo de assinatura.
"Adaptar esses
tratamentos à assinatura neural da pessoa é realmente a chave que
permite que o DBS seja eficaz em muitas condições", disse ele.
Fonte: universityofcalifornia.