O que acontece com o cérebro em um coma? Podemos prever quando pacientes acordarão?

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Em pacientes comatosos, regiões do cérebro de alto fluxo ficam escuras enquanto regiões menos ativas ganham vida, sugere um estudo. Créditos: Wavebreakmedia / Shutterstock.

Por Tia Ghose
Publicado na Live Science

O que está acontecendo dentro da cabeça de indivíduos em coma tem sido um tópico mergulhado em mistério. Um estudo descobriu que pacientes em coma reorganizaram drasticamente as redes cerebrais, uma descoberta que pode esclarecer o mistério da consciência.

Em comparação com pacientes saudáveis ​​no estudo, os centros de atividade cerebral de alto fluxo são escuros em pacientes em coma, enquanto regiões mais tranquilas ganham vida.

“A consciência pode depender da localização anatômica desses centros nas redes do cérebro humano”, disse a coautora do estudo, Sophie Achard, estatística do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica em Grenobla.

As descobertas têm várias implicações importantes, disse o neurocientista da Universidade de Indiana Olaf Sporns (EUA), que não esteve envolvido no estudo.

“Isso nos dá uma ideia do que pode ser diferente entre pessoas saudáveis ​​e conscientes e pessoas que têm perda de consciência”, disse Sporns à Live Science. “Os padrões de fluxo foram totalmente reorganizados. E talvez seja o redirecionamento dos padrões de fluxo que está por trás da perda de consciência”, ou a misteriosa capacidade de ser autoconsciente que parece diferenciar os humanos de outros animais.

No futuro, a pesquisa também pode ajudar os médicos a determinar quais pacientes em coma provavelmente se recuperarão com base na atividade em regiões cerebrais de alto fluxo, disse ele. A pesquisa poderia até sugerir maneiras de estimular o cérebro de pacientes em coma para melhorar seu resultado, acrescentou.

O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Mistério da consciência

Os cientistas ainda não entendem exatamente como a consciência humana funciona, mas o estado crepuscular de um coma pode nos dar algumas perspectivas. Pesquisas anteriores revelaram que uma pessoa em coma está mais perto de estar anestesiada do que de estar dormindo. Outros estudos descobriram que pacientes vegetativos e minimamente conscientes têm atividade cerebral muito diferente.

Mas, na maioria das vezes, foi difícil encontrar diferenças óbvias no funcionamento do cérebro entre pacientes saudáveis ​​e aqueles que perderam a consciência.

Para descobrir essas diferenças, Achard e seus colegas fizeram exames cerebrais de ressonância magnética funcional (fMRI) de 17 pacientes que estavam em coma alguns dias após a parada cardíaca e os compararam com exames de 20 voluntários saudáveis ​​que estavam em repouso. Alguns pacientes, que tiveram perda de oxigênio no cérebro por até 30 a 40 minutos, acabaram se recuperando, mas mais da metade morreu.

A equipe mapeou 417 regiões cerebrais diferentes para alterações no fluxo sanguíneo – um marcador de atividade cerebral. Eles então correlacionaram aumentos ou diminuições sincronizadas na atividade entre diferentes regiões.

Em pacientes saudáveis, cerca de 40 regiões se iluminam em conjunto com muitas outras partes do cérebro. Esses centros de fluxo intenso, como aeroportos movimentados, aparentemente processam grande parte do disparo elétrico no cérebro.

Fluxo cerebral redirecionado

Mas nos pacientes em coma, muitos desses centros estavam escurecidos e outras regiões normalmente periféricas tomaram seu lugar. Curiosamente, os pacientes em coma tinham menos centros em uma região chamada precúneo, que é conhecida por desempenhar um papel na consciência e na memória.

Esses nós centrais da atividade cerebral podem ser a chave para a consciência, disse Achard à Live Science. Como eles direcionam muito do fluxo do cérebro, eles também exigem mais oxigênio e, portanto, podem ser mais vulneráveis ​​à sua perda, escrevem os autores do estudo no estudo da revista.

Um exame simples pode prever se os pacientes em coma acordarão dentro de um ano

Créditos: Stender et al., Current Biology, 2016.

Por Fiona MacDonald
Publicado na ScienceAlert

Qualquer um que já passou pelo pesadelo de ver um ente querido em coma saberá que, às vezes, tudo o que você realmente quer é alguma indicação de que ele realmente acordará ou não.

Infelizmente, cada cérebro é diferente, então é incrivelmente difícil para os médicos preverem. Mas a pesquisa mostrou agora que um teste comum pode fornecer uma indicação bastante precisa de quão consciente um paciente está – e até mesmo se é provável que ele acorde ou não.

O exame em questão é um tipo de exame PET que mede a quantidade de açúcar que está sendo ingerido pelas células cerebrais das pessoas, e já está sendo usado em muitos hospitais para diferenciar pacientes que estão em coma total, ou aqueles que estão em estado vegetativo com sinais parciais ou ocultos de consciência.

Mas agora os pesquisadores mostraram que os resultados também podem prever com precisão se um paciente vai acordar.

“Em quase todos os casos, o volume de energia de todo o cérebro previu diretamente o nível atual de consciência ou sua recuperação subsequente”, disse o pesquisador principal Ron Kupers, da Universidade de Copenhague, na Dinarmarca, e da Universidade Yale, dos EUA.

O que o teste mede é o metabolismo do açúcar, então basicamente quanta energia as células cerebrais estão usando.

Esse é um procedimento bem estabelecido, mas a equipe agora mostrou que esses resultados não apenas correspondem às respostas comportamentais dos pacientes, mas também podem prever quem acordará de seu estado vegetativo. “Em suma, nossas descobertas indicam que há uma necessidade energética mínima para que a consciência sustentada surja após uma lesão cerebral”, explicou Kupers.

Para descobrir isso, a equipe mapeou quanto açúcar estava sendo consumido nos cérebros de 131 pacientes com lesões cerebrais, todos sofrendo uma perda total ou parcial da consciência.

Usando uma técnica comum de varredura do cérebro conhecida como FDG-PET, eles mediram o metabolismo dos neurônios nesses pacientes – e depois compararam esses resultados com o fato de um paciente ter acordado ou não em um ano.

Eles descobriram que aqueles que mostraram menos de 42% da atividade cerebral normal não recuperaram a consciência após um ano, enquanto aqueles que tiveram atividade acima disso acordaram dentro de um ano.

No geral, o teste foi capaz de prever com precisão 94% dos pacientes que acordariam de um estado vegetativo.

“A descoberta de uma clara fronteira metabólica entre os estados consciente e inconsciente sugere que o cérebro sofre uma mudança de estado fundamental em um certo nível de renovação de energia, no sentido de que a consciência ‘acende’ quando a atividade cerebral atinge um certo limite”, disse estudo coautor Johan Stender.

“Não conseguimos testar essa hipótese diretamente, mas ela fornece uma direção muito interessante para pesquisas futuras”, acrescentou.

A equipe agora continua monitorando o metabolismo de cérebros lesionados ao longo do tempo, para que possam entender melhor o que significam essas assinaturas de energia.

A pesquisa foi revisada por pares e publicada na Current Biology, mas é realmente importante agora que outros cientistas repitam esses testes e confirmem o que Kupers e sua equipe descobriram.

Por mais impressionantes que esses resultados sejam, 131 não é um tamanho de amostra muito grande, portanto, se os cientistas quiserem começar a usar esse teste para prever os resultados em pacientes em um ambiente hospitalar, eles precisarão de mais evidências.

Mas é um passo muito promissor em direção a um teste que pode oferecer às famílias de pacientes com lesões cerebrais alguma ideia do que esperar no próximo ano, para melhor ou para pior.

Esperamos esperançosamente que um dia isso também leve a melhores resultados para os pacientes e opções de tratamento – quanto mais soubermos sobre o que está acontecendo dentro do cérebro desses pacientes, mais chances teremos de ajudá-los.