Pesquisadores do RIKEN Brain, no Japão, descobriram os benefícios de estimular o cérebro com sintomas depressivos com corrente direta (Estimulação Transcraniana por Corrente Direta, tDCS). O benefício vêm dos efeitos da estimulação nos astrócitos, e não nos neurônios. Eles mostraram que a aplicação de corrente no crânio libera ondas sincronizadas de cálcio nos astrócitos, o que pode reduzir os sintomas depressivos e levar a um aumento geral da plasticidade neural, a capacidade das conexões neuronais de mudar quando tentamo saprender ou formar memórias. O papel das ondas de cálcio e dos astrócitos no cérebro vem sido discutido há duas décadas pelo pesquisador brasileiro, o filósofo da neurociência, prof. Alfredo Pereira Jr, da UNESP em São Paulo. Segundo Pereira, os astrócitos, através de computação ondulatória em íons de cálcio, são os correlatos centrais necessários para as experiências conscientes e sentimentais que experimentamos. Os sentimentos que atribuimos a uma experiência cognitiva e sensorial são representados por ondas pela rede astrocítica no cérebro e não em potenciais elétricos nos neurônios. A Estimulação transcraniana é uma forma eficaz de neuroestimulação que utiliza correntes elétricas baixas e contínuas diretamente na região cerebral de interesse, através de pequenos eletrodos, um procedimento bem conhecido e eficaz que tem sido usado há décadas para tratar clinicamente a depressão maior. O procedimento não é invasivo, dura cerca de 30 minutos e envolve o direcionamento de áreas específicas do cérebro aplicando corrente elétrica fraca na cabeça. Além de reduzir os sintomas de depressão, foi demonstrado até que melhora o aprendizado e a plasticidade sináptica em humanos e animais. Padrões das ondas de Ca2 + aumentadas induzidas por tDCS abaixo. 

"Embora tenhamos conhecido os benefícios clínicos desse tipo de estímulo há algum tempo", observa o líder da equipe Hajime Hirase, "nossa pesquisa visa entender os mecanismos celulare através dos quais seus efeitos são possíveis". Como os níveis de cálcio nos astrócitos recentemente se mostraram importantes para transmitir sinais que auxiliam os neurônios a estabelecer conexões entre si, Hirase e sua equipedecidiram examinar a atividade cerebral durante a ETCC usando imagens do cálcio, utilizando um camundongo transgênico que expressa uma proteína fluorescente indicadora de cálcio em astrócitos. Com essa configuração, eles conseguiram visualizar a atividade de cálcio em todo o cérebro com um microscópio de fluorescência padrão. Ao monitorar os níveis de cálcio, eles descobriram que a estimulação causava grandes aumentos de amplitude das ondas de cálcio. "Surpreendentemente, os picos de cálcio ocorreram muito rapidamente após o início da estimulação", explica o autor principal Hiromu Monai, "e pareciam sincronizados em todo o córtex, não apenas perto do local estimulado", mas estavam ausentes quando o mesmo experimento foi realizado em camundongos nos quais os níveis crescentes de cálcio nos astrócitos eram impedidos, seja por nocautear um receptor-chave ou por bloquear farmacologicamente outro. Eles também examinaram a importância das ondas de cálcio usando um modelo experimental para a depressão induzida por estresse. Para investigar os efeitos na plasticidade neural, em geral, a equipe analisou as mudanças nas respostas sensoriais após a estimulação transcraniana. Eles mediram as respostas aos ‘flashes’ de luz e perturbação das cobais e descobriram que eram muito maiores após a estimulação - um efeito que durou 2 horas após o término da estimulação. Essas mudanças plásticas nas respostas neuronais desapareceram quando os picos de cálcio nos astrócitos foram impedidos, indicando sua importância em estimular conectividade entre os neurônios.
De modo geral, temos mais uma forte evidência a favor do papel das ondas hidroiônicas astrocíticas no processamento de sentimentos no cérebro, o que permite compreender melhor a dinâmica do processamento do humor no cérebro em casos de depressão, um transtorno que afeta milhões de pessoas ao redor do mundo. Experimentos como esse são potencialmente muito úteis para o desenvolvimento de novos marcadores, tratamentos e neurotecnologias não invasivas para ajustar o humor e melhorar a qualidade de vida de pacientes que sofrem os efeitos da depressão, principalmente depressão resistente aos tratamentos clássicos.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

Monai H, Ohkura M, Tanaka M, Oe Y, Konno A, Hirai H, Mikoshiba K, Itohara S, Nakai J, Iwai U, Hirase H. (2016) Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain. Nature Communications DOI: 10.1038/ncomms11100

Pereira, A., Furlan, F.A. On the role of synchrony for neuron–astrocyte interactions and perceptual conscious processing. J Biol Phys 35, 465–480 (2009). https://doi.org/10.1007/s10867-009-9147-y