A estimulação cerebral profunda para doenças mentais levanta preocupações éticas

por David Levine

January 09, 2018 - Estimulação cerebral profunda: este tratamento neurocirúrgico envolve a implantação de eletrodos no cérebro, ligados através do couro cabeludo (topo) aos fios (para baixo à direita) levando a uma bateria implantada abaixo da pele. Isso envia impulsos elétricos para áreas específicas do cérebro. DBS foi desenvolvido para o tratamento da doença de Parkinson, mas está sendo investigado para uso em outras condições.

Imagine que você é uma das centenas de milhões de pessoas que sofrem de depressão. A medicação não o ajudou, então você está procurando por outra opção de tratamento. Algo poderoso o suficiente para mudar seu humor assim que precisar de um elevador.

Digite estimulação cerebral profunda: um tipo de terapia em que um ou mais eletrodos são inseridos em seu cérebro e conectados a um dispositivo médico implantado cirurgicamente e operado por bateria no peito. Este dispositivo, que é aproximadamente do tamanho de um cronômetro, envia pulsos elétricos para uma região específica do seu cérebro. A idéia é controlar uma variedade de sintomas neurológicos que não podem ser adequadamente administrados por drogas.

Ao longo dos últimos vinte anos, a estimulação cerebral profunda, conhecida como DBS, tornou-se uma alternativa eficiente e segura para o tratamento de doenças neurológicas crônicas como epilepsia, doença de Parkinson e dor neuropática. De acordo com a International Neuromodulation Society, houve mais de 80.000 implantes de estimulação cerebral profunda realizados em todo o mundo.

A Food and Drug Administration aprovou o DBS como tratamento para tremor essencial e Parkinson em 1997, distonia em 2003 e transtorno obsessivo-compulsivo em 2009. Como os médicos podem usar drogas e tratamentos "fora do rótulo" (não aprovado pela FDA) para tratar pacientes com qualquer doença, DBS agora também está sendo investigado como um tratamento para dor crônica, TEPT e depressão maior.

E estas novas aplicações estão levantando profundas questões éticas sobre individualidade, personalidade e até mesmo o que significa ser humano.

"Esses pacientes são essencialmente com um computador que pode modificar e influenciar o processamento emocional, o humor e as saídas do motor inseridas no cérebro", disse Gabriel Lazaro-Munoz, professor assistente do Centro de Ética Médica e Política de Saúde da Baylor College of Medicine. "Essas respostas nos definem como seres humanos e ditar nossa autonomia. Se um participante experimenta uma mudança de personalidade, isso muda quem são ou desumanizá-los alterando sua natureza? Estas são algumas das questões que temos a considerar. "

"Quando não temos o controle de nós mesmos, somos nós mesmos?"
O governo dos Estados Unidos tem preocupações semelhantes sobre o DBS. Os Institutos Nacionais de Saúde recentemente receberam bolsas para estudar as questões neuroéticas relacionadas ao uso de DBS em transtornos neuropsiquiátricos e de movimento e consentimento apropriado para pesquisa cerebral. Os subsídios fazem parte da Iniciativa Brain Research através do avanço da iniciativa inovadora de neurotecnologias (BRAIN). Walter Koroshetz, diretor do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos do NIH e Stroke, disse: "A neurociência está rapidamente se movendo em direção a uma nova fronteira de pesquisa sobre cérebros humanos que podem ter efeitos duradouros e imprevistos. Esses novos prêmios sinalizam nosso compromisso com a pesquisa conduzida de forma responsável para antecipar todas as possíveis consequências e garantir que os sujeitos da pesquisa tenham uma compreensão clara dos potenciais benefícios e riscos de participar dos estudos ".

O Centro Dr. Lazaro-Munoz foi premiado com uma das bolsas para identificar e avaliar as preocupações éticas, legais e sociais com as tecnologias adaptativas de estimulação cerebral profunda (ADBS). O DBS adaptativo é uma versão relativamente nova da tecnologia que permite a gravação da atividade das células cerebrais que é usada para regular o cérebro em tempo real. Ele e sua equipe observarão de perto os pesquisadores que conduzem estudos de ADBS e administrar entrevistas em profundidade para participantes de testes, seus cuidadores e pesquisadores, bem como pessoas que se recusaram a participar desses estudos. O objetivo é obter uma melhor compreensão das preocupações éticas em jogo, a fim de orientar a pesquisa responsável.

O Dr. Lazaro-Munoz disse que uma das preocupações é a desumanização. "Ao usar essa tecnologia estamos comprometendo o que nos torna humanos? Quando não temos o controle de nós mesmos, somos nós mesmos? "Ele observa que preocupações semelhantes foram levantadas sobre tratamentos farmacêuticos para doenças. "Ambos mudam de comportamento e processamento emocional. No entanto, há uma diferença. Culturalmente, estamos mais acostumados a usar drogas, não implantando dispositivos em interfaces de cérebro e computador. Muitas pessoas pensam nisso como ficção científica".

As mudanças no comportamento devido ao DBS podem ser dramáticas, talvez nem mais do que com a doença de Parkinson; os pacientes podem ver seus tremores crônicos desaparecer de repente, como neste vídeo imperdível.

Mas os procedimentos cirúrgicos para tratar os sintomas motores também estão sendo cada vez mais implicados como causa de mudanças comportamentais, tanto positivas quanto negativas, em pacientes com Parkinson. As mudanças de personalidade relatadas em pacientes que sofrem DBS incluem hipermania, jogo patológico, hipersexualidade, impulsividade e agressividade. Um paciente que sofria de TOC se apaixonou pela música de Johnny Cash quando seu cérebro foi estimulado. Do lado positivo, os pacientes relatam o aprimoramento da memória.

Um paciente que está satisfeito com DBS é Greg Barstead, que foi diagnosticado com Parkinson em 2003, quando era presidente da Colonial Penn Life Insurance Company. Ele também possui distonia, o que afeta o pescoço e os ombros. Barstead disse que DBS tem sido útil para uma série de sintomas: "Meu ombro é muito menos rígido e meu pescoço incomoda menos. E meus tremores estão sob controle. Não é perfeito, pois não alivia todos os sintomas de Parkinson, mas faz bastante trabalho que minha esposa e eu estamos muito felizes por ter DBS ".

Ele disse que não percebeu alterações de personalidade, mas observou que a própria doença pode causar tais mudanças. Na verdade, estudos têm demonstrado que pode causar muitos problemas psiquiátricos, incluindo depressão e alucinações. E aproximadamente um terço dos pacientes de Parkinson desenvolvem demência.

Arthur L. Caplan, chefe fundador da Divisão de Ética Médica da Faculdade de Medicina da NYU, observa que, ao contrário da psicocirurgia, o DBS pode ser ativado e desativado e o dispositivo pode ser removido. "Há menos preocupações éticas em relação ao tratamento de pacientes com doença de Parkinson do que outras doenças porque os cirurgiões sabem exatamente onde implantar o dispositivo e tem muitos anos de experiência com ele", disse ele, acrescentando que ele está preocupado com o uso de DBS por outras doenças, como como depressão. "Não temos certeza de que parte do cérebro causa depressão. Os médicos não identificaram onde implantar o dispositivo. E certamente não recomendaria seu uso em pacientes com depressão leve ".

Dr. Lazaro-Munoz disse sobre as mudanças de personalidade possíveis com o DBS, os médicos precisam considerar como os pacientes estavam funcionando sem ele. "Os pacientes que são candidatos a DBS geralmente usaram muitos medicamentos, além de psicoterapia antes de optar pela DBS", explicou. "Para mim, a questão é qual é o resultado líquido do uso dessa tecnologia? O paciente tem arrependimentos? As mudanças na personalidade são significativas ou não? Embora a maioria dos pacientes com DBS relate serem felizes, eles foram submetidos ao procedimento, alguns dizem que eles não se sentem como eles após o DBS. Outros sentem que são mais como eles, especialmente se houver melhorias dramáticas em problemas de movimento ou alívio dos sintomas de TOC ".

E então há a questão do dinheiro. Os custos da DBS são cobertos pela maioria das companhias de seguros e pelo Medicare apenas para metas aprovadas pela FDA, como Parkinson's. Os usos fora do rótulo não são cobertos, pelo menos por enquanto.

A Caplan lembra às pessoas que os dispositivos DBS são fabricados por empresas que estão interessadas em ganhar dinheiro e o custo médio por tratamento é de cerca de US $ 50.000. "Estou interessado em ver o DBS avançar", disse ele. "Mas devemos ter cuidado e não permitir que a indústria avance demais ou seja usada em muitas pessoas, antes de sabermos que é eficaz". Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: LeapsMag.

A demência da doença de Parkinson não se beneficia da estimulação cerebral profunda

Não houve melhorias consistentes nos resultados cognitivos primários ou nos resultados do estado em repouso do fMRI.

January 04, 2018 - HealthDay News - A estimulação cerebral profunda de baixa freqüência do núcleo basal de Meynert (NBM DBS) pode ser conduzida com segurança em pacientes com demência na doença de Parkinson, mas não resulta em melhorias significativas nos resultados cognitivos primários, de acordo com um estudo publicado on-line em Neurologia JAMA.

James Gratwicke, MD, PhD, do University College London, e colegas avaliaram 6 pacientes com demência da doença de Parkinson que foram tratados com NBM DBS. Após a cirurgia, os pacientes receberam estimulação ativa (bilateral, baixa freqüência [20 Hz] NBM DBS) ou estimulação simulada por 6 semanas seguido pela condição oposta para as próximas 6 semanas.

Os pesquisadores descobriram que todos os pacientes toleravam corretamente a cirurgia e a estimulação sem relatos de eventos adversos graves. Não houve melhorias consistentes nos resultados cognitivos primários ou nos resultados de ressonância magnética funcional do estado em repouso. Os pacientes com NBM DBS viram uma melhora nos escores do Inventário Neuropsiquíquico vs estimulação simulada (8,5 vs 12 pontos).

"O NBB DB de baixa freqüência foi conduzido com segurança em pacientes com demência da doença de Parkinson, no entanto, não foram observadas melhorias nos resultados cognitivos primários", escrevem os autores. "Mais estudos podem ser justificados para explorar seu potencial para melhorar os sintomas neuropsiquiátricos problemáticos". Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Neurology Advisor.

Tecnologia permite estender duração das baterias dos neuroestimuladores

23 Dez, 2017 | Os doentes com Parkinson e outras doenças do movimento, operados ao cérebro para controlar os sintomas incapacitantes, vão ser sujeitos a menos cirurgias. Uma nova tecnologia permite estender por mais seis anos a duração das baterias dos neuroestimuladores, o que previne também mais infeções.

Veja vídeo Aqui.

Não me perguntem mais, pois a matéria inexplica o tipo de procedimento que é feito e não consegui maiores informações!

A estimulação do cérebro profundo pode ser segura na demência de Parkinson

December 20, 2017 - Deep-brain stimulation of a novel brain region can be safely performed in patients with Parkinson's disease dementia, and although it may not improve cognition, it does appear to have benefits on other Parkinson's symptoms, a new study suggests.

"This was a proof-of-concept study. We have demonstrated that it is possible to use deep-brain stimulation safely in patients with Parkinson's disease dementia by targeting different areas of the brain," senior author, Thomas Foltynie, MD, the National Hospital for Neurology and Neurosurgery, London, United Kingdom, told Medscape Medical News.

"We didn't see an improvement in cognition as hoped for, but we did show benefits on movement symptoms and on hallucinations. These results open up the possibility of using deep-brain stimulation in this population for whom it has so far not been recommended."

The study was published in JAMA Neurology on December 18.

Dr Foltynie explained that deep-brain stimulation treatment in Parkinson's is known to help with the movement issues characteristic of the disease, but stimulation of the usual target — the subthalamic nucleus — also carries a risk of upsetting other brain functions, including cognition, so it is not performed in patients with Parkinson's dementia.

For the current study, the researchers targeted a different part of the brain: the nucleus basalis of Meynert. "Animal studies have suggested that stimulation of this area leads to an increase in acetylcholine throughout critical regions of the brain and improves memory, and there has been a case report in which brain stimulation of the nucleus basalis of Meynert showed a striking increase in cognitive performance in a dementia patient," Dr Foltynie said. "This part of the brain represents a novel target, and we wanted to pursue this further."

The nucleus basalis of Meynert is just below another region of the brain, the globus pallidus, which has also been used as a target for deep-brain stimulation. "Stimulation of the globus pallidus is also associated with benefits on movement in Parkinson's and is more forgiving in terms of cognitive issues, so in our study we placed the stimulation electrodes so that they went through both the globus pallidus and the nucleus basalis of Meynert, with contacts in both sites. These were activated separately so we could discern which region was associated with any effects seen," Dr Foltynie noted.

"Our hypothesis was that by selecting new regions as targets for deep-brain stimulation we may be able help patients with Parkinson dementia with both movement and cognition symptoms."

The randomized, double-blind, crossover clinical trial involved six patients (average age, 65 years) with Parkinson's disease dementia who underwent surgery for electrode implantation and were assigned to receive either low-frequency (20-Hz) active stimulation to the nucleus basalis of Meynert or sham stimulation for 6 weeks, followed by the opposite treatment for 6 weeks.

Results showed that surgery and stimulation were well tolerated by all six patients, with no serious adverse events during the trial. No consistent improvements were observed in the primary cognitive outcomes or in results of resting state functional MRI.

However, scores on the Neuropsychiatric Inventory improved by 5 points with the stimulation. This improvement was driven primarily by a reduction in hallucinations subscale scores in two patients.

In the paper, the researchers report that the two patients with hallucinations both experienced "near-complete cessation of visual hallucinations after surgery when nucleus basalis of Meynert stimulation was turned on, followed by a resurgence of hallucinations when stimulation was subsequently turned off."

Dr Foltynie elaborated: "Two patients with quite troublesome hallucinations showed a dramatic improvement. This was an unexpected benefit. However, this was a secondary outcome, and we have to be cautious about overinterpreting these observations. But I would say it is something to be investigated in future studies."

Three patients showed improvement in levodopa-induced dyskinesias during on-stimulation.

The researchers suggest this may be explained by spread of current from the nucleus basalis of Meynert to the overlying globus pallidus. They add that conventional deep-brain stimulation of the globus pallidus for dyskinesia control in Parkinson disease is delivered at high frequency, "so the finding that low-frequency stimulation directed toward the nucleus basalis of Meynert also attenuated dyskinesias warrants further study."

Dr Foltynie noted that two patients went on to receive long-term stimulation of the globus pallidus and showed clear movement benefits.

He explained that deep-brain stimulation works best for the Parkinson's symptoms of slowness, stiffness, and tremor but does not have much impact on balance and freezing. It is appropriate for only a small percentage of patients with Parkinson's disease — probably less than 10%.

"There is a window of opportunity — we don't use it in early disease as symptoms can be well controlled with medication and we wouldn't want to expose these patients to the risk of surgery. But when patients start to become refractory to dopamine therapies, deep-brain stimulation can still show a benefit. Although when patients deteriorate further then it too will become ineffective."

He noted that it is easier to place the electrodes correctly in the younger brain, where there hasn't been too much shrinkage. "The best candidates are patients with early-onset Parkinson's disease — those in their 50s or 60s — who could have benefit for up to 10 years. While not many of these younger patients will have Parkinson's dementia, there will be some who do and our study opens up this therapy to them. "

He cautioned, however, that such treatment should still be viewed as experimental and should be performed only at one of the specialist centers with particular expertise in deep-brain stimulation.

What Now for Deep-Brain Stimulation in Dementia?

Dr Foltynie said the future for deep-brain stimulation in dementia is uncertain. "A Canadian group is looking at targeting stimulation to the fornix area of the brain in Alzheimer's, but their results have not been encouraging either. Other research has suggested that while high-frequency stimulation in the subthalamic nucleus makes dementia worse, using low-frequency stimulation may show some benefit, and further research on this approach is ongoing," he reported.

In an accompanying editorial, Wissam Deeb, MD, Michael S. Okun, MD, and Leonardo Almeida, MD, Center for Movement Disorders and Neurorestoration, University of Florida, Gainesville, state: "Although the primary outcome of this study was not met, these results challenge the consensus in the field that DBS [deep-brain stimulation] is contraindicated in PDD [Parkinson's disease dementia]."

They add: "The authors provide evidence for the safety and the tolerability of nucleus basalis of NBM [Meynert] DBS, albeit in a small number of patients. There will need to be more work to refine the target and trajectory, as well as programming strategies (duty cycle, frequency, and pulse shapes). The findings from the current study will require replication in larger cohorts. Finally, this and future DBS studies in Parkinson's disease dementia could provide insights into the cholinergic network underpinning cognitive dysfunction."

This study was funded by a grant from the Brain Research Trust and was sponsored by University College London. Dr Foltynie reports receiving honoraria from Medtronic, St Jude Medical, Profile Pharma, Bial, AbbVie Pharmaceuticals, UCB Pharmaceuticals, and Oxford Biomedica.

JAMA Neurol. Published December 18, 2017. Full text, Editorial. Fonte: MedScape.

7 coisas a saber sobre a estimulação cerebral profunda para a doença de Parkinson

NOVEMBER 15, 2017 - 7 Things to Know About Deep Brain Stimulation for Parkinson’s Disease.

A estimulação cerebral profunda melhora a sobrevivência na doença de Parkinson

December 12, 2017 - A estimulação cerebral profunda pode ajudar a reter a função motora e, por sua vez, prolongar a vida em pacientes com doença de Parkinson.

O uso de estimulação cerebral profunda (DBS) em pacientes com doença de Parkinson (DP) pode resultar em uma modesta melhora na sobrevivência, de acordo com uma análise retrospectiva dos dados administrativos de Veterans Affairs e Medicare publicados em Movement Disorders.

Os dados do paciente foram retirados dos arquivos de reivindicações do Veterans Affairs e do Center for Medicare e Medicaid Services. Os pesquisadores usaram a pontuação de propensão para combinar veteranos com DP submetidos a DBS (n = 611) versus veteranos que não passaram por DBS (n = 611) durante 2008 a 2013 para determinar o efeito da terapia sobre os resultados de mortalidade.

De acordo com os achados, os pacientes submetidos a DBS experimentaram uma sobrevida significativamente maior do que os pacientes que não receberam DBS (média, 2291,1 [erro padrão = 46,4] dias [6,3 anos] versus 2063,8 [erro padrão = 47,7] dias [5,7 anos], respectivamente; P = .006; índice de risco 0,69; IC 95%, 0,56-0,85). Durante o seguimento, significativamente menos pacientes no grupo DBS contra o grupo não DBS morreram (168 [27,5%] versus 214 [35,0%], respectivamente, P = 0,002).

Não houve diferença significativa entre o DBS e nenhum DBS em relação à idade média à morte (76,5 e 75,9, respectivamente, P = 0,67). Além disso, os pacientes gerenciados com DBS apresentaram uma chance de mortalidade de 31% menos que os participantes submetidos à administração médica (P =.0004).

Uma vez que este era um estudo retrospectivo de reivindicações e dados administrativos, os pesquisadores não podiam se ajustar completamente para diferenças não observadas, o que poderia ter afetado a sobrevivência. Além disso, este estudo é ainda limitado, na medida em que os pesquisadores não levaram em consideração cada uma a duração da DP de cada paciente, os tipos de medicamentos utilizados e a função motora ou a fase de doença de cada indivíduo.

Embora a DP seja progressiva e continue a resultar em piora da cognição, marcha e fala, os dados do estudo sobre pacientes que recebem DBS "sugerem que pode haver uma vantagem em manter a função motora". Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Neurology Advisor.

Veja também Aqui.

Boston Scientific recebe a aprovação da US FDA para o sistema de estimulação cerebral profunda Vercise ™

Boston Scientific Receives U.S. FDA Approval for the Vercise™ Deep Brain Stimulation System
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SOURCE Boston Scientific Corporation

Platform Offers Physicians Advanced Technology to Treat Symptoms of Parkinson's disease

MARLBOROUGH, Mass., Dec. 11, 2017 /PRNewswire/ -- Boston Scientific Corporation (NYSE: BSX) today announced that it has received approval from the U.S. Food and Drug Administration (FDA) for the Vercise™ Deep Brain Stimulation (DBS) System. DBS is used to treat the symptoms of Parkinson's disease (PD), a degenerative condition that affects more than one million people in the United States and 10 million worldwide.1 DBS works by stimulating a targeted region of the brain through implanted leads that are powered by a device called an implantable pulse generator (IPG). (segue...) Fonte: wboc.

Inibição neuronal e plasticidade sináptica dos neurônios dos gânglios basais na doença de Parkinson

Resumo

11 December 2017 - A estimulação cerebral profunda do núcleo subtalâmico é um tratamento eficaz para os sintomas da doença de Parkinson. Os benefícios terapêuticos da estimulação cerebral profunda são dependentes da freqüência, mas os mecanismos fisiológicos subjacentes não são claros. Para promover a terapia de estimulação cerebral profunda, é fundamental uma compreensão dos mecanismos fundamentais. Os objetivos deste estudo foram (i) comparar os efeitos dependentes da freqüência no disparo de células no núcleo subtalâmico e na substância nigra pars reticulata; (ii) quantificar os efeitos dependentes da frequência na plasticidade de curto prazo na substância nigra pars reticulata; e (iii) investigar os efeitos da estimulação contínua de alta freqüência de cadeia longa (comparável à estimulação convencional do cérebro profundo) sobre a plasticidade sináptica. Dois microeletrodos estreitamente espaçados (600 μm) foram avançados para o núcleo subtalâmico (n = 27) e substância nigra pars reticulata (n = 14) de 22 pacientes submetidos a cirurgia de estimulação cerebral profunda para a doença de Parkinson. Os potenciais de campo de disparo celular e evocados foram registrados com um microeletrodo durante os trens de estimulação do microeletrodo adjacente em uma faixa de freqüências (1-100 Hz, 100 μA, 0,3 ms, 50-60 pulsos). Acionamento subtalâmico atenuado com ≥20 Hz (P <0,01) (silenciado a 100 Hz), enquanto a substância nigra pars reticulata diminuiu com ≥ 3 Hz (P <0,05) (silenciado a 50 Hz). Substantia nigra pars reticulata também exibiu um aumento mais prominente no período de silêncio transitório após a estimulação. Os pacientes com períodos de silêncio mais longos após a estimulação de 100 Hz no núcleo subtalâmico tendem a ter um melhor resultado clínico após a estimulação cerebral profunda. A ≥ 30 Hz, o primeiro potencial de campo evocado do trem de estimulação na substância nigra pars reticulata foi potenciado (P <0,05); no entanto, a amplitude média dos potenciais subseqüentes foi atenuada rapidamente (P <0,01). Isso é sugestivo de facilitação sináptica seguido de depressão rápida. As proporções de pulsos em pares calculadas no início do trem revelaram que 20 Hz (P <0,05) era a freqüência mínima necessária para induzir a depressão sináptica. Por fim, a amplitude média dos potenciais de campo evocado durante os impulsos de 1 Hz mostrou potencialização sináptica inibitória significativa após a estimulação de alta freqüência de trem longo (P <0,001) e esses aumentos foram combinados com o aumento da duração da inibição neuronal (P <0,01). O núcleo subtalâmico exibiu um limite de freqüência mais alto para a inibição induzida por estimulação do que a substância nigra pars reticulata provavelmente devido a diferentes razões de GABA: terminais de glutamato no soma e / ou a natureza de seus insumos GABAérgicos (pallual versus estriatal). Sugerimos que o aprimoramento da plasticidade sináptica inibitória e a potencialização e depressão dependentes da freqüência são mecanismos putativos de estimulação cerebral profunda. Além disso, prevemos que os futuros sistemas de estimulação cerebral profunda em circuito fechado (com períodos de estimulação fora da frequência) podem se beneficiar da potencialização sináptica inibitória que ocorre após a estimulação de alta freqüência. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Academic.

Trinta anos de Estimulação Cerebral Profunda

Trinta anos de Estimulação Cerebral Profunda.

A estimulação cerebral de baixa freqüência melhora a cognição na doença de Parkinson

28-NOV-2017 - Raros registros de cérebro intra-operatório identificam nova conexão cerebral que pode ser um alvo para melhorar os sintomas cognitivos na doença de Parkinson

Um estudo multidisciplinar de neurociência usando gravações cerebrais raras e intra-operatórias sugere que a estimulação de baixa freqüência de uma região cerebral profunda pode ser capaz de melhorar a função cognitiva em pacientes com doença de Parkinson (DP). Os achados do estudo, publicados no dia 28 de novembro na revista Brain, também sugerem o potencial mais amplo de estimulação cerebral para o tratamento de outras doenças cognitivas.

O novo trabalho de neurologistas e neurocirurgiões com o Iowa Neuroscience Institute na Universidade de Iowa fornece a primeira prova direta de uma conexão no cérebro humano entre a região pensante do cérebro (o córtex frontal) e uma estrutura mais profunda chamada núcleo subtalâmico ( STN) que está envolvida no controle do movimento. O estudo também mostra que a estimulação da STN em baixas frequências melhora o desempenho de pacientes com DP em uma tarefa cognitiva simples que geralmente é interrompida pela DP.

"Não é muito frequente que você identifique uma nova conexão no cérebro humano", diz Nandakumar Narayanan, MD, PhD, UI professor assistente de neurologia na UI Carver College of Medicine e autor de estudo sênior. "A existência deste caminho hiperdireto do córtex pré-frontal para a STN tem sido divulgada cerca de uma década, mas esta é a primeira vez que mostramos experimentalmente que existe e funciona nas pessoas.

"Nós também fomos capazes de mostrar que, se estimularmos a STN, mudamos a atividade cortical frontal e pensamos que é por esse caminho", acrescenta. "E se estimulamos a STN e alteramos a atividade cortical, podemos realmente mudar o comportamento de forma benéfica, melhorando o desempenho cognitivo dos pacientes".

A doença de Parkinson é uma condição neurodegenerativa progressiva que afeta cerca de um milhão de pessoas nos Estados Unidos. A estimulação cerebral profunda da STN em altas freqüências já está aprovada para tratar problemas de movimento em alguns pacientes com DP. Além de causar problemas de movimento, a DP também afeta o pensamento. Os novos achados aumentam a possibilidade de que a estimulação cerebral profunda da STN em uma freqüência diferente (baixa) também possa melhorar os sintomas cognitivos na DP e, possivelmente, mesmo em outras doenças neurológicas e psiquiátricas.

Ouvindo no cérebro
A equipe foi capaz de mapear a conexão STN-cortex por "ouvir" na atividade cerebral durante cirurgias para implantar eletrodos de estimulação cerebral profunda (DBS) em pacientes com DP.

O neurocirurgião Jeremy Greenlee, MD, conduz mais de 30 dessas cirurgias a cada ano e sua experiência foi vital para o experimento de mapeamento. Usando eletrodos de gravação especializados colocados dentro dos cérebros dos pacientes, Greenlee escuta a atividade do cérebro para colocar com precisão o dispositivo DBS. Esses eletrodos também permitem a gravação direta da atividade cerebral para fins experimentais em pacientes que estão acordados durante o procedimento sem adicionar nenhum risco. Este tipo de gravações intra-operatórias não é muito comum, mas Greenlee e seus colegas de UI possuem uma longa experiência na técnica.

Durante a cirurgia, os pacientes fizeram uma tarefa cognitiva simples como forma de estimular uma parte do cérebro ao registrar atividade elétrica de outras partes que estão conectadas. Ouvir a atividade neural durante a tarefa permitiu ao time mapear a conexão.

"Nós fomos capazes de evocar uma resposta para mostrar a conexão funcional", explica Greenlee. "A resposta muito rápida sugere uma única conexão direta sináptica - é o que significa hiperdireto".

A estimulação melhora o desempenho cognitivo

Tendo estabelecido a existência da conexão hiperdiretiva, os pesquisadores investigaram o efeito da estimulação STN de baixa freqüência nas habilidades cognitivas. A equipe de Narayanan usa uma tarefa de pensamento muito simples - estimando com precisão a passagem de um curto intervalo de tempo - para estudar comprometimento cognitivo em pacientes com DP e modelos animais de DP.

Durante as visitas de acompanhamento pós-cirurgia, os pesquisadores fizeram a tarefa de tempo de intervalo com o estimulador DBS configurado para uma das três configurações: alta freqüência (normal para controle de movimento), sem estimulação ou baixa freqüência de 4 Hz. Somente a estimulação de 4 Hz melhorou o desempenho dos pacientes no teste de tempo.

Pesquisas anteriores dos laboratórios de Narayanan mostraram que as pessoas com modelos de DP e roedores da doença estão faltando uma onda cerebral específica conhecida como onda delta em seu córtex frontal enquanto eles estão fazendo a tarefa de tempo. A onda delta cicatriza a uma frequência de cerca de 4 Hz.

"Quando estimulamos a STN a 4 Hz, a onda delta é restaurada no córtex frontal médio", diz Narayanan. "Ao estimular a STN podemos resgatar a atividade cortical (que é interrompida na DP) e podemos melhorar o comportamento cognitivo".

Os pesquisadores pensam que as freqüências são como canais de comunicação entre redes. Se duas redes estão trabalhando juntas na mesma freqüência, essa pode ser uma maneira única de interagir e interagir com as informações.

"O fato de que somos capazes de testar muitas das nossas idéias (que provêm dos estudos de roedores) sobre como as redes neurais funcionam nos seres humanos que se exercitam, é algo que eu nunca sonhei, eu poderia fazer, mas isso nos permite para fazer perguntas que possam realmente ajudar muitas pessoas ", diz Narayanan.

"É emocionante potencialmente ter uma maneira de melhorar a cognição que poderia mudar a vida para os pacientes", acrescenta Greenlee.

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Além de Narayanan e Greenlee, a equipe de estudo da UI incluiu Ryan Kelley, Oliver Flouty, Eric Emmons, Youngcho Kim, Johnathan Kingyon, Jan Wessel e Hiroyuki Oya.

O estudo foi financiado em parte por uma doação do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e AVC (NINDS) a Narayanan (R01 NS100849). Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Eurekalert.