Implante cerebral inovador pode melhorar o tratamento do Parkinson
Um novo implante inteligente que "escuta" os sinais do cérebro pode ajudar a tratar a epilepsia e outras condições neurológicas, como a doença de Parkinson.
Os médicos usam a neuroestimulação para tratar várias condições, incluindo epilepsia, efeitos de derrame e até depressão. Este tratamento envolve o uso de dispositivos especiais que enviam impulsos elétricos para controlar a atividade do cérebro e do sistema nervoso central.
Os médicos às vezes também usam essa técnica para melhorar os sintomas da doença de Parkinson, uma condição neurológica que afeta o equilíbrio físico e a capacidade de mover ou coordenar o movimento dos membros.
No entanto, os dispositivos neuroestimuladores atualmente disponíveis para o tratamento de doenças neurológicas são incapazes de estimular a atividade cerebral e registrá-la ao mesmo tempo.
Agora, especialistas da University of California (UC), Berkeley, desenvolveram um novo e sofisticado neuroestimulador que parece capaz de fazer isso. Pode ter o potencial de melhorar o tratamento da epilepsia, mal de Parkinson e outras condições.
A equipe de pesquisa chamou este dispositivo de "WAND", que significa "dispositivo de neuromodulação sem artefato sem fio". O WAND tem dois minúsculos controladores externos, cada um monitorando 64 eletrodos localizados no cérebro.
Este dispositivo pode monitorar a atividade elétrica no cérebro e aprender a identificar sinais anormais que indicam a presença de uma convulsão ou tremores. O WAND pode então ajudar a modular os sinais elétricos no cérebro para prevenir tais eventos e sintomas.
Ao contrário de dispositivos semelhantes existentes, que só podem registrar a atividade elétrica de até oito pontos no cérebro, o WAND pode rastrear a atividade de 128 canais diferentes.
O novo dispositivo é eficiente em termos de custo e tempo
Em seu artigo de estudo, que o jornal Nature Biomedical Engineering publicou, os pesquisadores observam que, no futuro, o WAND pode potencialmente ajudar a melhorar a vida de pessoas que têm convulsões ou vivem com várias condições neurológicas.
“O processo de encontrar a terapia certa para um paciente é extremamente caro e pode levar anos”, explica o professor assistente Rikky Muller, um dos pesquisadores.
“Uma redução significativa tanto no custo quanto na duração pode potencialmente levar a resultados e acessibilidade muito melhores. Queremos permitir que o dispositivo descubra qual é a melhor forma de estimular para que um determinado paciente forneça os melhores resultados. E você só pode fazer isso ouvindo e gravando as assinaturas neurais. ”
Rikky Muller
Muller e a equipe testaram o WAND em um modelo animal, usando macacos rhesus para mostrar como o dispositivo pode aprender a reconhecer sinais cerebrais para movimentos específicos do braço e como pode então agir sobre esses mesmos sinais.
Em seus experimentos recentes, os pesquisadores ensinaram macacos com implantes WAND a usar um joystick para enviar cursores na tela para locais designados.
Depois de um tempo, os dispositivos implantados aprenderam a detectar os sinais neurais que correspondiam aos movimentos das mãos dos macacos. Depois de identificar esses padrões, eles foram capazes de enviar sinais elétricos que atrasaram os movimentos das mãos.
“Embora atrasar o tempo de reação seja algo que já foi demonstrado antes, esta é, até onde sabemos, a primeira vez que foi demonstrado em um sistema de circuito fechado baseado apenas em um registro neurológico”, diz Muller.
“No futuro, pretendemos incorporar o aprendizado em nossa plataforma de loop fechado para construir dispositivos inteligentes que possam descobrir como melhor tratá-lo e evitar que o médico tenha de intervir constantemente neste processo”, acrescenta ela.
A dupla atividade de WAND pode impulsionar o tratamento
Os pesquisadores explicam que os dispositivos neuroestimuladores atualmente disponíveis são incapazes de detectar sinais elétricos de assinatura no cérebro enquanto também modulam esses sinais.
Isso, eles observam, é porque os pulsos elétricos que o neuroestimulador emite “obscurecem” os sinais cerebrais originais, tornando-os virtualmente indetectáveis.
“A fim de fornecer terapias baseadas na estimulação de circuito fechado, que é um grande objetivo para as pessoas que tratam Parkinson e epilepsia e uma variedade de distúrbios neurológicos, é muito importante realizar gravações neurais e estimulação simultaneamente, o que atualmente não é um único dispositivo comercial sim ”, diz a coautora do estudo Samantha Santacruz, anteriormente pesquisadora da UC Berkeley e agora professora assistente da Universidade do Texas em Austin.
Ao contrário de outros neuroestimuladores, os dispositivos WAND têm um design exclusivo com circuitos integrados personalizados que são capazes de registrar os sinais elétricos sutis que o cérebro emite e, ao mesmo tempo, enviar impulsos mais fortes para "corrigir" sinais defeituosos.
Graças ao WAND, “[porque podemos realmente estimular e registrar na mesma região do cérebro, sabemos exatamente o que está acontecendo quando estamos fornecendo uma terapia”, observa Muller.
