Eletrodos detectam ritmos cerebrais anormais associados com o Parkinson

Descoberta pode levar à próxima geração de dispositivos de estimulação cerebral para monitorar e aliviar sintomas da doença

05/03/2013 - Cientistas da Universidade da Califórnia, San Francisco , nos EUA, descobriram como detectar ritmos cerebrais anormais associados com o Parkinson através da implantação de eletrodos dentro do cérebro de pessoas com a doença.

O trabalho pode levar ao desenvolvimento da próxima geração de dispositivos de estimulação cerebral para monitorar e aliviar os sintomas de pessoas com a condição.

A pesquisa lança luz sobre como a doença de Parkinson afeta o cérebro, e representa a primeira vez que alguém foi capaz de medir um sinal quantitativo da doença dentro do córtex cerebral, camada mais externa do cérebro que ajuda a guiar a memória, movimento físico e a consciência.

Os resultados foram publicados na revista PNAS.

"Normalmente, as células individuais do cérebro estão funcionando de forma independente a maior parte do tempo, trabalhando em conjunto apenas para tarefas específicas. Mas, na doença de Parkinson, muitas células cerebrais exibem "sincronização excessiva", sendo disparadas em sincronia de forma inapropriada a maior parte do tempo", explica o autor sênior da pesquisa Philip Starr.

Segundo Starr, esta sincronização excessiva conduz a problemas de movimento e outros sintomas característicos da doença.

O novo trabalho mostra também como a estimulação cerebral profunda (DBS), que eletriza regiões mais profundas no cérebro, abaixo do córtex, pode afetar o córtex. Esta descoberta pode mudar como a DBS é utilizada no tratamento de Parkinson e outras desordens do movimento com base neurológica, além de ajudar a refinar a técnica para outros tipos de tratamento.

O estudo

Semelhante a colocar um marca-passo dentro do peito de um paciente do coração, a estimulação cerebral profunda requer o implante de eletrodos dentro de pequenas partes do cérebro para fornecer a corrente elétrica.

Em casos de Parkinson, esses eletrodos são implantados geralmente em pessoas com a fase intermediária da doença que não obtém benefícios de medicamentos.

Nessas pessoas, a estimulação cerebral profunda combate os problemas de mobilidade graves e outros sintomas, ajudando-as a viver com função motora melhor durante muitos anos. Eventualmente, no entanto, a natureza progressiva da doença de Parkinson supera a capacidade de estimulação cerebral profunda para aliviar os sintomas.

Segundo Starr, o estranho é que ninguém entende como a estimulação profunda do cérebro trabalha exatamente. A hipótese mais aceita é que ela alivia os sintomas, substituindo os circuitos anormais e defeituosos do cérebro, da mesma forma que diminuir o ruído pode aumentar a fidelidade de uma gravação musical.

O novo trabalho apoia essa hipótese. Trabalhando com 16 pacientes com doença de Parkinson e nove com distonia cervical em tratamento neurocirúrgico ao longo dos últimos três anos, Starr e seus colegas mostraram claramente como detectar a sincronização excessiva do cérebro na superfície cerebral em pessoas com doença de Parkinson.

A pesquisa mostrou que a estimulação cerebral profundo pode devolver essas células da superfície ao seu estado independente, eliminando a sincronização inapropriada.

Os pacientes no estudo tiveram eletrodos flexíveis colocados sobre a superfície do cérebro durante algumas horas durante a cirurgia, além de receber eletrodos profundos implantados para a estimulação cerebral de longo prazo.

A equipe então comparou as gravações de superfície do cérebro de 25 pacientes com outras nove pessoas que foram submetidos à cirurgia para epilepsia e não tinham padrões cerebrais anormais enquanto não estavam tendo convulsões.

"A capacidade de monitorar a sincronização cerebral excessiva na superfície do cérebro mostra o caminho para a próxima geração de estimuladores cerebrais que seriam mais sofisticados", observa Starr. Atualmente a maioria dos dispositivos implantados em pacientes entrega estimulação elétrica contínua. Mas marcapassos cardíacos modernos entregam corrente apenas quando necessário. Se os implantes de DBS puderem ser feitos para detectar um sinal anormal na superfície do cérebro e entregar a sua estimulação eléctrica apenas quando necessário, eles podem funcionar melhor, exigir muito menos trabalho de clínicos para ajustar as configurações do estimulador, e ser capaz de ajustar automaticamente a níveis de estimulação para coincidir com as alterações nos sintomas do paciente.

O próximo passo, segundo Starr, será encontrar formas de detectar esses sinais automaticamente com um dispositivo DBS implantado de modo que o estimulador cerebral elétrico responda automaticamente às necessidades do paciente. Fonte: Record R7.