Mochila de escaneamento cerebral leva a neurociência para o mundo cotidiano

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Este dispositivo móvel de monitoramento cerebral inclui um bastão e uma mochila que funcionam em conjunto com um implante neural. Também pode ser emparelhado com um par de óculos de realidade virtual. Créditos: Topalovic et al. / Neuron.

Por Rebekah Tuchscherer
Publicado na Science

Eis o que podemos chamar de neurociência em movimento. Os cientistas desenvolveram uma mochila que rastreia e estimula a atividade cerebral enquanto as pessoas vivem suas vidas diárias. O avanço pode permitir que os pesquisadores tenham uma noção de como o cérebro funciona fora de um laboratório – e como monitorar doenças como o mal de Parkinson e transtorno de estresse pós-traumático em ambientes do mundo cotidiano.

A tecnologia é “uma demonstração inspiradora do que é possível fazer” com equipamentos portáteis de neurociência, diz Timothy Spellman, neurobiologista da Faculdade de Pós-Graduação em Ciências Médicas Weill Cornell (EUA) que não esteve envolvido com o trabalho. A mochila e seu vasto conjunto de ferramentas, diz ele, podem ampliar o cenário para que a pesquisa da neurociência estude o cérebro enquanto o corpo está em movimento.

Normalmente, quando os cientistas querem escanear o cérebro, eles precisam de muito espaço – e de muito dinheiro. Scanners de ressonância magnética funcional (fMRI), que detectam atividade em várias regiões do cérebro, têm o tamanho de uma caminhonete e podem custar mais de US$ 1 milhão (ou R$ 5,4 milhões). E os pacientes devem permanecer imóveis na máquina por cerca de 1 hora para garantir uma leitura clara e legível.

Abordagens como a estimulação magnética transcraniana (EMT) que eletrocutam o cérebro – muitas vezes para tratar depressão severa – também não são portáteis; os pacientes devem permanecer sentados e eretos em um laboratório por cerca de 30 minutos, enquanto uma grande bobina distribui pulsos magnéticos pelo couro cabeludo para ativar eletricamente os neurônios.

Em busca de uma melhor abordagem, pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos, desenvolveram o que eles chamam de plataforma de estimulação e gravação cerebral profunda móvel.

É assim que funciona: um bastão sai de dentro de uma mochila de 4 quilos para repousar perto do topo do couro cabeludo do paciente. Lá, o bastão pode se comunicar com um implante neural localizado no fundo do cérebro. Enquanto isso, a mochila está cheia de monitores – uma configuração que permite a coleta de dados em tempo real do implante. Ao mesmo tempo, dependendo do experimento, o participante pode usar equipamentos adicionais para medir atividades cerebrais e corporais, incluindo uma touca de eletroencefalografia do couro cabeludo com eletrodos que monitoram a atividade cerebral pela superfície, um par de óculos de realidade virtual que rastreia o movimento dos olhos e outros dispositivos que monitoram as taxas de batimentos cardíacos e de respiração. Todas essas informações podem ser sincronizadas com os sinais do implante.

“A beleza disso é que você tem muitos fluxos de dados entrando simultaneamente”, diz a autora do estudo, Zahra Aghajan, neurofísica da UCLA.

Em testes de laboratório, a equipe conseguiu mostrar que a mochila registra a atividade e estimula várias regiões do cérebro sem exigir que as pessoas fiquem paradas. Ela também foi capaz de coletar os mesmos dados de uma máquina de ressonância magnética e estimular o cérebro de uma forma semelhante à EMT, informou a equipe esta semana no Neuron.

Não estar preso a um ambiente de laboratório pode permitir que os cientistas estudem como o cérebro funciona enquanto as pessoas estão em movimento e interagindo com outras, em vez de ficarem imóveis dentro de uma máquina de ressonância magnética, dizem os pesquisadores.

No entanto, há um problema: somente pacientes com implantes neurais podem usar o dispositivo. Cerca de 150.000 pessoas em todo o mundo têm esses implantes, que os médicos usam para tratar e monitorar uma ampla gama de condições, incluindo doença de Parkinson, epilepsia e transtorno obsessivo-compulsivo.

A equipe lançou o software e os projetos da mochila para todos os cientistas usarem, diz o autor do estudo Uros Topalovic, Ph.D. estudante da UCLA. A esperança, diz ele, é que outros pesquisadores possam usar a tecnologia para estudar condições neurológicas de todos os tipos, sem as restrições de um laboratório ou de um leito de hospital.