Pesquisadores desenvolveram um método para gravar a resposta de um indivíduo à terapia neural transcraniana de estimulação magnética. O avanço vai ajudar os pesquisadores a entenderem os efeitos fisiológicos subjacentes TMS – procedimento utilizado para tratar distúrbios psiquiátricos – e otimizar seu uso como um tratamento terapêutico.
TMS utiliza campos magnéticos criados por correntes elétricas que funcionam através de uma bobina de fio para induzir a atividade neural no cérebro. Com o toque de um botão, os pesquisadores podem causar uma mão para mover ou influenciar o comportamento. A técnica tem sido muito utilizada em conjunto com outros tratamentos, na esperança de melhorar o tratamento para condições, incluindo depressão e abuso de substâncias.
Enquanto os estudos têm demonstrado a eficácia da TMS, mecanismos fisiológicos da técnica há muito tempo foram esquecidos em uma “caixa preta”. Os pesquisadores sabem que será útil para o tratamento e que os resultados vêm de fora, mas não entendem o que está acontece entre estes dois pontos.
Parte da razão para este mistério reside na dificuldade de medir respostas neurais durante o procedimento; pela atividade de um único neurônio ser comparativamente pequena e ficar perdida na onda de correntes que está sendo gerada pelo TMS. Mas o novo estudo demonstra uma maneira de encontrar a agulha no palheiro. Os resultados foram publicados on-line 29 de junho na revista Nature Neuroscience.
"Ninguém sabe realmente os efeitos do TMS dentro do cérebro, e dado a falta de informação, tem sido muito difícil interpretar os resultados de estudos ou utilizá-los para pensar em terapias mais eficazes", disse Warren Grill, professor de engenharia biomédica, elétrica e informática engenharia e neurobiologia da Duke. "Partimos para uma tentativa de entender o que está acontecendo dentro daquela caixa preta, gravando a atividade de neurônios individuais durante a entrega do TMS em um primata não-humano. Conceitualmente, era um objetivo muito simples. Mas, tecnicamente, ele acabou por ser muito desafiante."
Primeiro, Grill e seus colegas no Instituto Duke de Ciências Cerebrais (Dibs) projetaram um novo hardware que poderia separar o atual TMS da resposta neural, que é milhares de vezes menor. Uma vez que foi alcançado, no entanto, eles descobriram que seu instrumento de gravação estava fazendo mais do que simplesmente a gravação.
O campo magnético TMS cria uma corrente eléctrica através do eletrodo de medição no neurônio, aumentando a possibilidade de que a gravação, em curso, tenha causado a resposta neural, ao invés de só o TMS.
Finalmente, os investigadores tiveram que representar as vibrações provocadas pela grande passagem de corrente através da bobina pequena do dispositivo de TMS – um problema de criação em si, porque a bobina de TMS típica é muito grande para a cabeça de um primata não humano. Como a bobina está fisicamente conectada ao crânio, a vibração acabava empurrando o eletrodo de medição.
No entanto, os pesquisadores foram capazes de compensar as limitações do artefato, e puderam ver, pela primeira vez, dentro da caixa-preta do TMS. Eles gravaram com sucesso os potenciais de um neurônio individual no momento de ação depois de pulsos TMS e mudanças observadas na sua atividade que diferiam significativamente a atividade seguinte aos tratamentos com placebo.
Grill trabalhou com Angel Peterchev, professor assistente de psiquiatria e ciências comportamentais, engenharia biomédica e engenharia elétrica e informática, com o desenho da bobina. A equipe também incluiu Michael Platt, diretor de DIBS e professor de neurobiologia e Mark Sommer, professor de engenharia biomédica.
Eles demonstraram que a técnica pode ser recriada em diferentes laboratórios. “Então, qualquer laboratório moderno trabalhando com primatas não-humanos e eletrofisiologia podem usar essa mesma abordagem em seus estudos”, disse Grill.
Os pesquisadores esperam que muitos outros utilizem este método e possam usá-lo para revelar os efeitos que o TMS tem sobre os neurônios. Uma vez que uma compreensão básica é adquirida da forma como o TMS interage com os neurónios numa escala individual, seus efeitos podem ser amplificados e os benefícios terapêuticos aumentados.
"Estudos com TMS foram todos empíricos", disse Grill. "Você pode olhar para os efeitos e alterar a bobina, a frequência, a duração ou muitas outras variáveis. Agora podemos começar a entender os efeitos fisiológicos do TMS e cuidadosamente elaborar protocolos em vez de arriscarmos na base da tentativa e erro. Acho que é daí que o verdadeiro potencial desta pesquisa virá".
Duke University. Traduzido livremente. Imagem: Creative Commons.
