Cérebro é estimulado de forma não-invasiva com ultrassom

A nova técnica com pulsos de ultrassom promete diagnosticar e tratar disfunções cerebrais sem cirurgia, além de ter potencial para ajudar na melhoria das capacidades cognitivas e das interfaces neurais para jogos eletrônicos.
[Imagem: ASU/Jamie Tyler]

Ultrassom para tratar o cérebro

Diagnosticar e tratar disfunções cerebrais sem cirurgia, com potencial para ajudar na melhoria das capacidades cognitivas. E usando apenas o velho e conhecido ultrassom.

Esta é a promessa de uma nova técnica desenvolvida pela equipe do neurocientista William Tyler, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos.

A técnica, que permite a estimulação cerebral não-invasiva com pulsos de ultrassom, é mais um passo rumo a diagnósticos mais precisos e intervenções menos invasivas do cérebro.

Recentemente, pesquisadores do MIT demonstraram a possibilidade de desligar neurônios no cérebro usando luz.

Técnicas de estimulação do cérebro

A abordagem, divulgada no exemplar de Junho da revista médica Neuron, mostra que o ultrassom pulsado não só estimula os potenciais de ação no córtex motor, como também "provoca respostas motoras comparáveis àquelas só obtidas anteriormente por meio de eletrodos implantados e técnicas afins," afirma Yusuf Tufail, que coordenou os primeiros testes da nova técnica em animais.

Outras técnicas, como a estimulação transcraniana magnética e a estimulação cerebral profunda, a terapia de choque eletroconvulsiva e a estimulação transcraniana por corrente contínua direta, são utilizadas para tratar uma série de disfunções cerebrais, incluindo a epilepsia, o Mal de Parkinson, dores crônicas, coma, distonia, depressão e psicoses.

Entretanto, a maioria dessas abordagens sofre de "deficiências críticas", afirma Tyler, incluindo as exigências para uma cirurgia, a baixa resolução espacial ou manipulações genéticas.

A optogenética, por exemplo, é uma tecnologia estado da arte que combina genes de plantas e outros organismos com os cérebros intactos de animais para permitir o controle dos circuitos neurais.

Pulsos de ultrassom

"Os cientistas sabem há mais de 80 anos que o ultrassom pode influenciar a atividade dos nervos," observa Tufail. "Os pioneiros neste campo transmitiam ultrassom nos tecidos neurais antes da estimulação com eletrodos tradicionais, que exigiam procedimentos invasivos. Esses estudos demonstraram que o pré-tratamento com ultrassom tornava os nervos mais ou menos excitáveis em resposta à estimulação elétrica direta."

"Em nosso estudo, no entanto, só utilizamos o ultrassom para estimular diretamente os potenciais de ação e dirigir a atividade de um cérebro sadio, sem fazer qualquer tipo de cirurgia", diz Tufail.

Apesar dos desafios representados pela transmissão do ultrassom através da pele e dos ossos do crânio, o estudo mostrou que os pulsos de ultrassom podem ser usados para estimular os circuitos do cérebro com resolução espacial na casa dos milímetros.

Melhoria das habilidades cognitivas

Além de trazer esperança para tratamentos não invasivos de lesões cerebrais e outras doenças neurológicas, as experiências com circuitos cerebrais subcorticais mais profundos também revelaram que a ultrassonografia pode ser útil para modificar habilidades cognitivas.

"Nós ficamos surpresos ao descobrir que o ultrassom ativou ondas cerebrais no hipocampo conhecidas como sharp-wave ripples", conta Tufail. "Sabe-se que esses padrões de atividade do cérebro estão na base de certos estados comportamentais e na formação da memória."

Os cientistas também descobriram que o ultrassom estimulou a produção do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) no hipocampo - um dos mais potentes reguladores da plasticidade do cérebro.

Entretenimento e jogos

Tyler afirma que o fato de que o ultrassom pode ser usado para estimular os potenciais de ação, os padrões de atividade das ondas cerebrais e a produção do BDNF o leva a crer que, no futuro, o ultrassom será útil no tratamento de deficiências cognitivas, como o retardamento mental e o Mal de Alzheimer, além de ajudar a melhorar o desempenho cognitivo,

Segundo o cientista, além da ciência básica e dos usos médicos, a ultrassonografia representa uma nova plataforma ao redor da qual poderão ser desenvolvidas novas interfaces cérebro-máquina, projetadas para jogos, entretenimento e até para comunicação.