Entendendo os efeitos da estimulação elétrica cerebral profunda na memória: quais as principais lacunas?

Thursday, 30 de July de 2020

A estimulação cerebral profunda (ECP) é uma técnica que envolve o envio de corrente elétrica para regiões específicas do cérebro por meio de implante de microeletrodos intracerebrais. Essas descargas elétricas podem ser responsáveis pela modulação da atividade neuronal local, podendo desempenhar um papel estimulante ou inibidor dessa atividade, dependendo dos parâmetros utilizados, como frequência e intensidade da corrente elétrica por exemplo. Além disso, a ECP também pode modular a atividade de células inflamatórias, ou até mesmo causar lesão no tecido nervoso quando utilizado altas intensidades. A ECP tem se demonstrado uma ferramenta promissora na melhora dos sinais de várias doenças neurodegenerativas, melhorando aspectos motores de indivíduos com Doença de Parkinson e até mesmo aspectos cognitivos de indivíduos com Doença de Alzheimer. Entretanto, ainda não se é muito claro quais os efeitos fisiológicos da utilização de ECP sobre a memória já que temos encontrado alguns paradoxos.

Em relação aos mecanismos fisiológicos da memória envolvidos na ECP, estudos mostraram importantes influências sobre neurogênese, plasticidade sináptica e potenciais elétricos cerebrais.

Neurogênese

Sabe-se que a ECP de alta frequência no hipocampo ou em outras áreas relacionadas aumenta a neurogênese local. Trabalhos realizados com roedores mostraram que ECP de alta frequência nas áreas do tálamo, córtex pré-frontal medial ou no córtex entorrinal aumentam a neurogênese no giro denteado do hipocampo como em outras áreas do hipocampo causando efeitos pró-cognitivos relacionados a memória espacial de longo prazo e da memória de reconhecimento de objetos. Entretanto, alguns outros trabalhos demonstraram que potencialização da memória pode acontecer independentemente do processo de neurogênese, além de demonstrarem a piora da memória com o aumento da neurogênese a longo prazo.

Neurotransmissores

Algumas evidências mostram que o ECP é responsável aumento da atividade axonal distal estimulando dessa forma a liberação de alguns neurotransmissores. O ECP nas regiões do núcleo accumbens, cortéx pré frontal médio e fórnix demonstraram aumento respectivamente dos níveis de acetilcolina, serotonina e glutamato no hipocampo, neurotransmissores excitatórios importantes no processo de aprendizagem e memória. Esses achados também demonstraram o aprimoramento da memória espacial e de discriminação. No entanto, também foi observado por outros autores a diminuição de acetilcolina após a ECP, além de demonstrar que o aumento decorrente da estimulação de glutamato, piorou a memória de ratos.

Eletrofisiologia

Em relação a influência da ECP sobre a atividade elétrica cerebral, a partir do implante também de microeletrodos de aquisição de potenciais de campo locais (LFP), foi observado uma mudança nos potenciais elétricos relacionadas ao aumento no hipocampo das oscilações teta e gama, sincronização de gama e acoplamento teta-gama. Todos esses eventos estão relacionados com o processo de aprendizagem, codificação de novas memórias verbais e recuperação de memórias. Uma explicação para isso é que o ECP imita os padrões oscilatórios predominantes nesses processos, potencializando-os. Entretanto, a literatura também tem demonstrado alguns achados controversos em relação a ECP e os aspectos no processo de aprimoramento da memória.

Além de todas essa mudanças, também pode ser observado uma variação no tipo de influência do ECP com o período em que a estimulação é aplicada. Evidências mostraram que os efeitos benéficos da ECP sobre a memória foram observados na maioria dos trabalhos antes dos testes comportamentais, ou seja, a ECP se mostra mais eficiente quando é aplicada previamente a qualquer tipo de atividade que estimule a aprendizagem e potencialize a memória. Já outros trabalhos que realizaram a ECP durante ou após a tarefa, demonstraram piora ou não potencialização da memória.

Desenho experimental:

Para que todas essas lacunas existentes até a data envolvendo a utilização do ECP na melhora da memória sejam respondidas, é importante levarmos em conta todos os aspectos ainda não esclarecidos aqui citados. Logo, é importante uma investigação da utilização de ECP de altas e baixas frequências antes, durante e depois de cada atividade comportamental ligada à aprendizagem e memória (como labirinto de água de Morris por exemplo) . Para isso, para modelos animais, é importante separá-los em grupos com esses fatores variantes e investigar os aspectos relacionados à neurotransmissores, neurogênese e eletrofisiologia (Figura abaixo).

Fique atento que dia 21 de Agosto às 13 horas vai ocorrer uma programação especial no Brain Tv Channel sobre eletroestimulação e memória, fique ligado! Por enquanto, assista nossos vídeos sobre o assunto:

Referências:

Tan, Shawn Zheng Kai, et al. "The Paradoxical Effect of Deep Brain Stimulation on Memory." Aging and disease 11.1 (2020): 179.

Gallagher, J. Técnica de estimulação do cérebro 'reverte' efeitos de Alzheimer. BBC News, 2011. Disponível em: <https://www.bbc.com/portuguese/noticias/2011/11/111128_alzheimer_estudo_mv>. Acesso em: 10.01.2020

Barry, A. Can Electrostimulation Reverse Memory Loss? 2019. Disponível em: <https://www.differentbrains.org/can-electrostimulation-reverse-memory-loss/> Acesso em: 10.01.2020

Berson, K. As Memories Fade, Can We Supercharge Them Back to Life? 2019. Disponível em: <http://www.bu.edu/articles/2019/electrostimulation-can-improve-working-memory/> Acesso em: 10.01.2020

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Autor:

Rodrigo Oliveira

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