Pensando fora da caixa: Descobrindo uma nova abordagem para o monitoramento de ondas cerebrais

ROCHESTER, Minnesota — Pesquisadores da Mayo Clinic descobriram uma nova maneira de detectar e monitorar com mais precisão a atividade das células cerebrais durante a estimulação cerebral profunda, um tratamento comum para distúrbios do movimento, como a doença de Parkinson e tremor. Essa precisão pode ajudar os médicos a ajustar a colocação e a estimulação dos eletrodos em tempo real, proporcionando um atendimento melhor e mais personalizado aos pacientes que recebem o procedimento cirúrgico. O estudo está publicado no Journal of Neurophysiology. 

A estimulação cerebral profunda (DBS, sigla em inglês) envolve a implantação de eletrodos no cérebro que emitem pulsos elétricos para aliviar os sintomas. Os eletrodos permanecem dentro do cérebro, conectados a uma bateria implantada próxima à clavícula e controlada por um controle remoto. Enquanto um neurologista e um neurocirurgião monitoram as ondas cerebrais durante a cirurgia, o monitoramento geralmente é limitado a uma faixa de frequência estreita que fornece uma visão geral da atividade cerebral. 

No entanto, os pesquisadores da Mayo Clinic utilizaram equipamentos para pesquisa mais sensíveis e algoritmos personalizados para registrar uma faixa de frequência mais ampla da atividade das células cerebrais, o que resultou em uma maior resolução e informações mais precisas sobre quando e onde as células cerebrais estavam disparando nos pacientes durante a cirurgia de DBS. 

"Analisamos a atividade cerebral de uma maneira diferente e registramos um tipo de sinal cerebral chamado 'banda larga', que reflete a atividade combinada de todas as frequências e está relacionado ao disparo de todas as células cerebrais naquela região. Descobrimos que o sinal de atividade de banda larga aumentava com o movimento e era mais preciso na localização do que o sinal de frequência padrão e mais estreito", explica o Dr. Bryan Klassen, neurologista e autor principal do estudo.   

O Dr. Klassen e seus colegas detectaram o sinal de banda larga no tálamo motor, uma região profunda do cérebro que controla o movimento. Estudos anteriores detectaram esse sinal apenas na superfície do cérebro. 

Os pesquisadores registraram sinais de banda larga associados ao movimento das mãos em 15 pacientes submetidos à DBS acordados. Cada um dos pacientes foi instruído a abrir e fechar as mãos enquanto os pesquisadores registravam a atividade das células cerebrais em seu tálamo.  

"Esse estudo aprimora o nosso entendimento de como o tálamo, uma região do cérebro frequentemente alvo da estimulação cerebral profunda, processa o movimento. Isso também pode levar a um mapeamento mais preciso do cérebro," explica o Ph.D. Matthew Baker, coautor do estudo e bolsista de pós-doutorado em neurocirurgia na Mayo Clinic. 

O uso de banda larga para monitoramento durante a cirurgia de DBS pode melhorar o tratamento e os resultados dos pacientes. 

"Essas descobertas ressaltam os avanços notáveis que podemos alcançar através da estreita colaboração entre os departamentos de neurologia e neurocirurgia, e nos ajudarão a desenvolver a próxima geração de terapias de estimulação cerebral", diz o neurocirurgião, Dr. e Ph.D. Kai Miller, autor sênior do estudo. 

Os próximos passos para essa pesquisa envolvem explorar mais a fundo como esses padrões de atividade cerebral no tálamo podem ser utilizados para aprimorar a terapia de neuroestimulação, conta o Dr. Baker, recém-formado pela Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic. 

"Vamos investigar como esse sinal responde a diferentes tipos de movimentos e se podemos utilizá-lo para controlar novos dispositivos que estimulam apenas quando os pacientes precisam, em oposição à estimulação constante, que é mais propensa a causar efeitos colaterais", explica. 

Reveja o estudo para uma lista completa de autores, divulgações e financiamento. 

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