Como o nosso pensamento pode alterar o nosso cérebro?

Thursday, 05 de December de 2019
É possível alterar a estrutura e função de determinadas áreas cerebrais somente com o pensamento? Como a tecnologia de Interface Cérebro Máquina tem contribuído para a neuroplasticidade?

A tecnologia de Interface Cérebro Máquina (ICM) surgiu com a tentativa de conectar o cérebro humano com dispositivos externos [2], tais como: órteses, próteses, cadeiras de rodas, cursores de computador, celulares, aparelhos eletrônicos, exoesqueletos, avatares [3]. Neste sentido, a ICM é um campo da neuroengenharia que permite conectar homens a máquinas [1].

 
              
 
Para o desenvolvimento de ICM, faz-se necessário realizar o registro da atividade cerebral, podendo detectar a atividade elétrica gerada por neurônios individuais (spikes) ou potenciais gerados por grupos de neurônios (Local Field Potentials), como também atividades metabólicas e funcionais. Para tanto, são utilizadas técnicas invasivas (Eletrocorticografia - EcoG e matrizes de eletrodos) e não invasivas (Eletroencefalograma - EEG, Espectroscopia por InfraVermelho - NIRS, Ressonância Magnética Funcional - fMRI) [3].

Após o registro da atividade cerebral é necessário realizar o processamento do sinal. Nesta etapa, são utilizados algoritmos computacionais que utilizam princípios matemáticos para decodificar, amplificar e filtrar o comando motor voluntário gerado pela atividade cerebral. 

A ICM tem contribuído de forma significativa para o tratamento de patologias que acometem o sistema nervoso, como a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA). Adicionalmente, é utilizada para o processo de reabilitação de pacientes paraplégicos e tetraplégicos. A tecnologia de ICM permite aumentar as capacidades neurais e fisiológicas humanas [3]. Suas aplicações não param por ai. Desde 2012 o número de publicações e patentes nessa área tem crescido em torno de 105% ao ano. Empresas como a DARPA e Neuralink tem investido milhões de dólares para o desenvolvimento dessa tecnologia [4].

Neste sentido, recentemente pesquisadores do Max Planck publicaram um estudo no Journal of Physiology demonstrando que o uso de ICM pode de fato alterar a estrutura e a função do cérebro após uma hora de treinamento [1,2].

Os cientistas que conduziram a pesquisa utilizaram dois paradigmas de ICM para avaliar a ação da técnica sobre o córtex visual e motor. Para tanto, sujeitos foram divididos em dois grupos e foram submetidos a testes de imagética motora (MI-ICM) e potenciais relacionados ao evento com targets visuais (ERP-ICM). Em seguida, foram realizados exames de imagens com ressonância magnética estrutural e funcional para avaliar sinais de neuroplasticidade  [1].

A imagética motora é um dos paradigmas utilizados na ICM, nessa técnica os sujeitos testes utilizam eletrodos de EEG implantados no couro cabeludo e são orientados a imaginarem o movimento, que pode ser dos membros inferiores e/ou superiores. Fisiologicamente, pode-se comprovar que ao imaginar o movimento dos membros há ativação cerebral do córtex motor, que está localizado na região pré-central do cérebro, em especial das áreas, motora primária, motora suplementar e área pré-motora.
 
 
Segundo o Dr. Till Nierhaus, pesquisador do Instituto de Ciências Cognitivas e do Cérebro Humano do Max Planck, afirmou que “Sabemos que o treinamento físico intensivo afeta a plasticidade do cérebro’’ [1]. Entende-se por plasticidade neural ou neuroplasticidade a capacidade que o cérebro apresenta de se adaptar às diferentes condições que são impostas diariamente quer seja por estímulos externos ou internos[1,4,5]. Neste sentido, a BCI induz a neuroplasticidade e pode ser aplicada como uma forma de estratégia terapêutica [2].





                                               

Referências:



  1. Max Planck Institute. Can our thoughts alter our brains? 2019. Disponível em:< https://www.cbs.mpg.de/Can-our-thoughts-alter-our-brains>. Acesso: 29 nov. 2019.

  2. Nierhaus, T.; Vidaurre, C.; Sannelli, C.; Mueller, K.; Villringer, A. Immediate brain plasticity after one hour of brain–computer interface (BCI). J Physiol 00.0 (2019) pp 1–17

  3. Lebedev, M. A.; Nicolelis, M, A, L. Brain-machine Interfaces: From Basic Science To Neuroprostheses And Neurorehabilitation. American Physiological Society, 2017.

  4. Eberhard Fuchs, E.; Flügge, G. Adult Neuroplasticity: More Than 40 Years of Research. Neural Plasticity, 2014.

  5. Kania, B. F.; Wrońska, D.; Zięba, D. Introduction to Neural Plasticity Mechanism. Journal of Behavioral and Brain Science, 2017. Disponível em: <https://www.scirp.org/pdf/JBBS_2017020615374293.pdf>. Acesso: 29 de nov 2019

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Autor:

Jackson Cionek

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