Implante cerebral inovador pode melhorar o tratamento de Parkinson
Um implante novo e inteligente que "ouve" sinais cerebrais pode ajudar a tratar a epilepsia e outras condições neurológicas, como a doença de Parkinson.
Um inovador dispositivo estimulador do cérebro poderia fazer diferença no tratamento de condições neurológicas?
Os médicos usam neuroestimulação para tratar várias condições, incluindo epilepsia , os efeitos do acidente vascular cerebral e até mesmo depressão . Esse 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 condições neurológicas são incapazes de estimular a atividade cerebral e registrá-la ao mesmo tempo.Agora, especialistas da Universidade da Califórnia (UC), em Berkeley, desenvolveram um novo e sofisticado neuroestimulador que parece capaz de conseguir isso. Pode ter o potencial de melhorar o tratamento da epilepsia, Parkinson e outras condições.
A equipe de pesquisa nomeou este dispositivo "WAND", que significa "dispositivo de neuromodulação sem artefatos sem fio". WAND tem dois minúsculos controladores externos, cada um dos quais monitora 64 eletrodos que ficam no cérebro.Este dispositivo pode monitorar a atividade elétrica no cérebro e aprender a identificar sinais anormais que indicam a presença de convulsões ou tremores. O WAND pode então ajudar a modular sinais elétricos no cérebro para evitar tais eventos e sintomas.Ao contrário dos dispositivos existentes semelhantes, que só podem registrar a atividade elétrica de até oito pontos no cérebro, o WAND pode rastrear a atividade de 128 canais diferentes.
Novo dispositivo é eficiente em termos de custo e tempo
Em seu trabalho de estudo , publicado pela revista Nature Biomedical Engineering , os pesquisadores observam que, no futuro, a WAND poderia ajudar a melhorar a vida de pessoas com convulsões ou conviver 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 levar a resultados e acessibilidade muito melhores. Queremos permitir que o dispositivo calcule qual é a melhor maneira de estimular um determinado paciente a obter os melhores resultados. E você só pode fazer isso ouvindo e registrando as assinaturas neurais. "
Rikky Muller
Muller e sua 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 ele pode agir nesses mesmos sinais.
Qual o papel dos lipídios cerebrais na doença de Parkinson?
A doença de Parkinson ainda contém muitos mistérios, mas novas pesquisas revelaram que os lipídios cerebrais podem ter um papel importante em seu desenvolvimento.
Em seus experimentos recentes, os pesquisadores ensinaram os 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 conseguiram enviar sinais elétricos que atrasavam os movimentos da mão.
"Embora atrasar o tempo de reação seja algo que já foi demonstrado antes, isso é, para nosso conhecimento, a primeira vez que isso 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 circuito fechado para construir dispositivos inteligentes que possam descobrir como melhor tratá-lo e remover o médico de ter que intervir constantemente neste processo", acrescenta.
A dupla atividade do WAND pode impulsionar o tratamento
Os pesquisadores explicam que os dispositivos neuroestimuladores atualmente disponíveis são incapazes de detectar sinais elétricos no cérebro enquanto 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 em estimulação de ciclo fechado, que é um grande objetivo para as pessoas que tratam de Parkinson e epilepsia e uma variedade de distúrbios neurológicos, é muito importante para ambos realizar gravações neurais e estimulação simultaneamente, que atualmente não único dispositivo comercial "diz a co-autora do estudo, Samantha Santacruz, anteriormente pesquisadora da UC Berkeley e agora professora assistente na 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 sutis sinais elétricos que o cérebro emite, ao mesmo tempo em que envia impulsos mais fortes para "corrigir" os sinais defeituosos.
Graças a WAND, "porque nós realmente podemos estimular e gravar na mesma região do cérebro, sabemos exatamente o que está acontecendo quando estamos fornecendo uma terapia", observa Muller.