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ESTIMULAÇÃO CEREBRAL NO TEMPO CERTO MELHORA A APRENDIZAGEM E O DESEMPENHO DA MEMÓRIA

Edição Vol. 5, N. 08, 28 de Fevereiro de 2018

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2018.02.28.002

Sempre me diziam que choques elétricos na cabeça era para curar loucos de sua loucura… que acabavam por deixar “os normais”, loucos… agora, com ciência e nos locais e dose certos descobrimos que os choques deixam mais inteligentes!

Nova pesquisa da Universidade da Pensilvânia revelou que a estimulação elétrica com tempo específico para o córtex temporal lateral (o círculo vermelho) (Figura 1) pode melhorar de forma confiável e significativa o aprendizado e o desempenho da memória em até 15%. Os círculos azuis indicam locais onde os eletrodos utilizados para registrar a atividade do cérebro para determinar quando aplicar os pulsos sutis.

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Figura 1: Os pesquisadores provam que a estimulação cerebral com tempo preciso melhora a memória.

Um novo estudo realizado por uma equipe de neurocientistas da Universidade da Pensilvânia mostra que a estimulação elétrica cronometrada com precisão do lado esquerdo do cérebro pode melhorar de forma confiável e significativa o aprendizado e o desempenho da memória em até 15%. É a primeira vez que essa conexão foi feita e é um grande avanço em direção ao objetivo de Restaurar a Memória Ativa, um projeto patrocinado pelo Departamento de Defesa dos EUA, com o objetivo de desenvolver tecnologias de próxima geração para melhorar a função de memória em veteranos com perda de memória. A nova pesquisa foi publicada na Nature Communications.

“Nosso estudo tem dois aspectos inovadores”, disse o prof. Dr. Youssef Ezzyat, autor principal do artigo. “Desenvolvemos um sistema para monitorar a atividade cerebral e desencadear a estimulação com base na atividade cerebral do sujeito. Também identificamos um novo alvo para a aplicação da estimulação, o córtex temporal lateral esquerdo”.

Em trabalhos anteriores da equipe de Penn, liderada pelos professores Dr Michael Kahana e Dr Daniel Rizzuto, pulsos elétricos foram entregues em intervalos regulares, independentemente do sucesso de um sujeito na aprendizagem. Por exemplo, durante uma tarefa de memória de reabilitação livre, os pesquisadores apresentaram palavras em uma tela para o paciente aprender, e eles aplicaram a estimulação cerebral em todas as outras palavras, em um esforço para melhorar o resultado. Nesse caso, a estimulação não foi em resposta a padrões específicos de atividade cerebral.

No estudo atual, eles tomaram uma abordagem diferente, que incluiu o monitoramento da atividade cerebral de um paciente em tempo real durante uma tarefa. À medida que o paciente observava e tentava absorver uma lista de palavras, um computador rastreando e gravando sinais cerebrais faria previsões baseadas nesses sinais e, em seguida, provocaria um pulso elétrico, em níveis seguros e não sentidos pelos participantes, quando eram menos prováveis ??de lembrar as novas informações.

Durante cada nova palavra que o paciente via, o sistema gravaria e analisaria a atividade do cérebro para prever se o paciente havia aprendido de forma eficaz. Quando o sistema detectou a aprendizagem ineficaz, isso provocou a estimulação elétrica, fechando o loop.

Depois que o estímulo foi desligado, o sistema novamente escutaria a atividade cerebral do sujeito, esperando a próxima oportunidade apropriada para gerar o pulso.

O estudo envolveu 25 pacientes neurocirúrgicos que receberam tratamento para epilepsia (OLHA ELA NOVAMENTE AQUI!). Os pacientes participaram de locais clínicos em todo o país (EUA). Todos os indivíduos já haviam implantado eletrodos em seus cérebros como parte do tratamento clínico de rotina para a epilepsia.

Para construir os modelos que utilizaram a atividade do cérebro para fazer previsões, cada participante realizou a tarefa de memória de reabilitação livre durante pelo menos três sessões de 45 minutos antes que a equipe de Penn introduzisse qualquer estimulação em loop fechado; várias sessões aumentaram a confiança de que a atividade cerebral ligada à aprendizagem ineficaz refletiu um padrão verdadeiro em vez de um golpe acidental. Os pacientes, então participaram de pelo menos uma sessão envolvendo estimulação cerebral.

Ao desenvolver modelos específicos para pacientes, personalizados e de aprendizagem mecânica, seria possível programar o estimulador para entregar pulsos somente quando a memória estava prevista em falhar, dando a esta tecnologia a melhor chance de restaurar a função de memória. Isso foi importante porque já se sabia, por meio de trabalhos anteriores, que estimular o cérebro durante períodos de boa função provavelmente dificultaria a memória.

Com essa descoberta, o projeto RAM de quatro anos aproxima-se de um sistema de monitoração e estimulação neural totalmente implantável. Os pesquisadores disseram acreditar que existe um grande potencial para os benefícios terapêuticos dessa estimulação, particularmente para pessoas com lesão cerebral traumática e doença de Alzheimer.

Agora sabemos mais precisamente, como estimular o cérebro para melhorar a memória em pacientes com distúrbios da memória, bem como quando estimular para maximizar seu efeito.

Agora podemos monitorar quando o cérebro parece estar saindo fora de curso e usar a estimulação para corrigir a trajetória. Essa descoberta trouxe um esforço incrível não só dos pesquisadores, mas também dos pacientes, que foram extraordinariamente dedicados em participar desse projeto para que outros possam ser beneficiados.

É a ciência transformando nossa realidade! Invista você também em ciências!

Fonte: Michele W. Berge, Universidade da Pensilvânia

Referência

Youssef Ezzyat, et al., “Closed-loop stimulation of temporal cortex rescues functional networks and improves memory,” Nature Communications volume 9, Article number: 365 (2018) doi:10.1038/s41467-017-02753-0

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