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Um marcapasso no cérebro poderia te ajudar a lembrar exatamente o que você pode esquecer


O implante é o último desenvolvimento em pesquisas de estimulação neural e para aumentar a cognição

Imagine se quando você tentasse aprender algo novo, seja o nome de alguém ou a décima quinta senha de e-mail, seu cérebro recebesse um impulso elétrico. Esse pequeno impulso elétrico poderia colocar os neurônios em ação, tornando-os atentos e aumentando a probabilidade de você se recordar das informações quando precisar delas.

Esse tipo de dispositivo neural implantável não é mais pura ficção científica - ou um episódio de Black Mirror. Os cientistas desenvolveram um aparato que vai dar um “empurrão” elétrico no cérebro quando parecer que ele corre o risco de esquecer novas informações. A tecnologia, que combina uma técnica chamada de estimulação profunda do cérebro (DBS - sigla em inglês) com um monitoramento em tempo real da atividade neural, aumentou em 15% a performance dos participantes de um teste de memória.

Na DBS, uma corrente elétrica é enviada ao cérebro por meio de eletrodos implantados em locais estratégicos. O aparelho ajudou a controlar tremores em pacientes com a doença de Parkinson e interrompeu crises em pessoas com epilepsia severa. Os cientistas agora estão avaliando se a DBS poderia ainda ajudar a tratar o Alzheimer. Estudos recentes dos efeitos da DBS na memória tiveram respostas diferentes - em alguns testes, a DBS levou a uma melhora da performance, e em outros a uma piora.

Os resultados diferentes parecem depender muito de onde e quando a estimulação ocorre. No novo estudo, publicado na revista Nature Communications, o autor senior Michael Kahana quis deixar a própria atividade cerebral orientar a estimulação. "Eu tenho estudado a eletrofisiologia dos processos da memória por muitos anos, e me parece que [nós deveríamos] usar os sinais elétricos do cérebro associados a boa memória para ajudar a nos ensinar como estimular o cérebro," diz Kahana, professor de psicologia da Universidade da Pensilvânia.

A equipe de Kahana teve que determinar primeiro que aspecto tinha uma boa memória. Para isso, os pesquisadores recorreram a 25 pacientes epiléticos que já tinham os eletrodos implantados em seus cérebros para monitorar suas crises. Os pesquisadores usaram os eletrodos para medir a atividade neural enquanto os pacientes memorizavam uma lista de palavras. Então compararam a atividade cerebral das palavras que os pacientes relembravam corretamente com a das palavras que não foram memorizadas. A atividade em uma área do cérebro chamada córtex temporal, que é parte da rede de memória central, parecia prever se um paciente iria relembrar a palavra depois ou não.

Daí, os pesquisadores desenvolveram um software que podia mostrar em tempo real se a atividade nessa parte do cérebro estava bem o suficiente para que ocorresse ou não a lembrança. Se o software detectasse que o cérebro estava em um estado ruim para a aprendizagem, ele disparava um pequeno pulso elétrico para estimular a área. A corrente elétrica na DBS é normalmente constante, mas esse sistema de "circuito fechado" age mais como um marcapasso, atuando no cérebro apenas quando um estímulo é necessário. "Nós estamos induzindo uma atividade neural dentro do núcleo da rede de memória num momento em que a rede se acalmou, mas não deveria ter feito isso," diz Kahana.

Embora o estudo tenha sido feito em pacientes sem comprometimentos na memória, ainda há esperanças de usar a DBS para tratar demência - especialmente porque as experiências clínicas farmacêuticas mais promissoras para o Alzheimer ainda são desapontadoras. "Eu acho que temos uma descoberta animadora aqui," diz Gwenn Smith, um professor de psiquiatria e ciências comportamentais da Universidade Johns Hopkins que não estava envolvido no trabalho. "O estudo foi muito alinhado metodologicamente e tem muito potencial para tratar distúrbios de memória."

Itzhak Fried, um professor de neurocirurgia na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), que também não participou do estudo, concordou que as descobertas eram promissoras mas queria ver mais evidências de impacto clínico. "A princípio, a estimulação que é baseada em feedbacks neurais do cérebro oferece vantagens sob a `DBS padrão,` que é um caminho unidirecional," ele escreveu em um e-mail. "No entanto, temos que esperar para ver se esse método produzirá melhores resultados."

Andres Lozano, titular de neurocirurgia da Universidade de Toronto que, com Smith, conduziu vários testes clínicos usando a DBS em pacientes com Alzheimer, diz que as vantagens de usar a estimulação intermitente ao invés da constante dependem do resultado desejado. "O circuito fechado é bom para coisas que ocorrem em um curto período de tempo - de segundos. Se você está interessado em coisas que ocorrem durante dias ou anos, então não é claro se o circuito fechado é o mais benéfico," ele diz.

Em uma experiência feita por Lozano e Smith, os pacientes de Alzheimer acima de 65 anos que recebiam DBS continuamente tiveram menor declínio em um ano do que os pacientes que não fizeram o tratamento. A DBS também resultou em uma maior metabolização da glicose pelo cérebro, o que Lozano diz ser um sinal de melhora no funcionamento dos neurônios. Outro estudo em camundongos mostrou que a DBS pode reduzir a presença de novelos de proteína tau e placas amilóides no cérebro - as assinaturas neurológicas do Alzheimer, que se acredita estarem relacionadas a neurodegeneração. "Se o objetivo é desacelerar o processo do Alzheimer, então nós podemos querer estimulá-los continuamente," diz Lozano. "Estamos tocando nos mecanismos endógenos de reparo e crescimento do cérebro, e a estimulação pode mobilizar esses mecanismos."

Outros pesquisadores querem levar os implantes cerebrais ainda mais longe. Os cientistas da Universidade do Sul da Califórnia e da Universidade Wake Forest estão tentando construir uma "prótese de memória" para produzir sinais elétricos associados a memórias e enviá-los para o cérebro. Usando eletrodos, computadores e modelos matemáticos complexos, eles estão trabalhando para decodificar a atividade cerebral durante o aprendizado e memorização para que eles possam recriar esses sinais se eles forem esquecidos. Até então, os cientistas obtiveram sucesso ao criar sinais ligados a memória de atividades de aprendizado em ratos e macacos, mas eles ainda não testaram a tecnologia em humanos.

Enquanto isso a estimulação por circuito fechado está se tornando uma realidade. A empresa NeuroPace oferece um dispositivo aprovado pela FDA que trata a epilepsia. Os implantes detectam a atividade no cérebro que prediz uma crise e então enviam um pulso elétrico para parar a crise imediatamente.

Embora todas as pesquisas até então tenham tido o objetivo de melhorar a memória dos pacientes, a ideia de aumentar a cognição daqueles que precisam de um pequeno impulso não está longe. Bryan Johnson, diretor da empresa de neurotecnologia Kernel, disse que esses tipos de próteses cerebrais poderiam um dia melhorar a cognição em todos nós.

Fried, o neurocirurgião da UCLA, rejeita a ideia de usar a estimulação profunda do cérebro para algo tão trivial como lembrar de nomes em uma festa. "Essa é uma tecnologia invasiva projetada para tratar os danos e aliviar o sofrimento de pacientes neurológicos e é um procedimento médico que deveria ser guiado e regulado por critérios clínicos rigorosos," ele escreveu.

Kahana estava mais aberto para essa ideia, no entanto. "Eu acho que há preocupações demais sobre a tecnologia invasiva ser muito arriscada para imaginar que ela seja implantada em uma escala muito grande. Você pode imaginar que as pessoas seriam relutantes a ideia de fazer uma cirurgia cerebral para ter um dispositivo que melhorasse suas funções cognitivas,"ele diz. "Mas a cirurgia cerebral para ter esse tipo de tecnologia está se tornando mais segura e mais segura a cada ano. [Um dia] as chamadas tecnologias invasivas podem se tornar em algo de risco suficientemente baixo, então nós nem mesmo pensaríamos nelas mais como invasivas." Cirurgias estéticas são rotineiras, assim como cirurgias oculares. Ainda pode demorar um pouco para nos acostumarmos com a ideia de uma cirurgia cerebral eletiva. Quem gostaria de tentar?

Dana G. Smith

FONTE: SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL

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