O c�rebro � o �rg�o mais complexo do corpo humano, o que tamb�m faz dele um dos principais alvos de pesquisas cient�ficas. Para decifr�-lo, cientistas t�m buscado o aux�lio de ferramentas tecnol�gicas. Com essa premissa, investigadores americanos desenvolveram uma mochila especial, equipada com um refinado sistema computacional, que consegue ler as ondas cerebrais do usu�rio. A solu��o dispensa o uso de fios, o que permite uma an�lise neural apurada durante a locomo��o.
Os testes iniciais com o novo dispositivo revelaram alguns segredos relacionados ao rastreamento de objetos e de outras pessoas. As descobertas foram publicadas na revista especializada Nature.
A nova tecnologia foi desenvolvida por cientistas do projeto Brain Initiative (BI), que pertence ao Instituto Nacional de Doen�as Neurol�gicas e Derrame (NIH, em ingl�s), nos Estados Unidos.
A iniciativa incentiva o desenvolvimento de dispositivos que auxiliem a compreens�o da cogni��o humana. “Muitas das conquistas mais importantes nas pesquisas sobre o c�rebro foram desencadeadas por avan�os tecnol�gicos. � disso que se trata o BI. Ele desafia os pesquisadores a criar ferramentas e, em seguida, usar esses recursos para revolucionar nossa compreens�o do c�rebro e de dist�rbios neurais”, afirma, em comunicado, John Ngai, diretor do projeto.
Os pesquisadores do BI, em parceria com cientistas da Universidade da Calif�rnia (UCLA), desenvolveram uma mochila eletr�nica para ser usada exclusivamente em pesquisas neurocient�ficas.
A nova ferramenta cont�m um sistema computacional robusto, que pode se conectar a eletrodos implantados cirurgicamente na cabe�a de pacientes, sem a necessidade do uso de fios presos em uma base. Os especialistas explicam que essa caracter�stica � essencial para realizar experimentos mais complexos, em que o indiv�duo analisado precisa se locomover.
“At� agora, as �nicas maneiras de estudar diretamente a atividade do c�rebro humano exigiam que o sujeito ficasse quieto, deitado em um enorme esc�ner cerebral ou ligado a um dispositivo el�trico de grava��o”, detalha Nanthai Suthana, pesquisadora da UCLA e uma das desenvolvedoras da tecnologia. “A mochila liberta o paciente e permite estudar como o c�rebro funciona durante a realiza��o de movimentos naturais”, completa.
Nos primeiros testes, os pesquisadores observaram se o computador alocado na mochila conseguiria se conectar simultaneamente a v�rios outros dispositivos eletr�nicos, como �culos de realidade virtual, rastreadores de olhos e monitores de cora��o, pele e respira��o.
As an�lises iniciais foram bastante positivas e abriram as portas para a segunda etapa de estudo, focada na investiga��o da atua��o do c�rebro enquanto uma pessoa se locomove.
Epilepsia
A equipe trabalhou com um grupo de participantes com epilepsia resistente a medicamentos, com idade entre 31 e 52 anos, que receberam implantes neurais de eletrodos para controlar convuls�es.
“Esses dispositivos residem em um centro de mem�ria no c�rebro chamado lobo temporal m�dio, que descobrimos ser, em ratos, o respons�vel pelo controle da navega��o. Sabemos tamb�m que a atividade neural das c�lulas presentes nessa �rea, chamada de ritmos teta, � o que ajuda os roedores a saberem onde eles e outros animais est�o. Quer�amos ver se o mesmo acontece em humanos”, explica Suthana.
Para examinar o papel que o lobo temporal m�dio desempenha na navega��o humana, os pesquisadores pediram aos participantes do experimento que colocassem a mochila e entrassem em uma sala vazia.
Cada parede era forrada com uma fileira de cinco placas coloridas e numeradas de um a cinco. Por meio de um alto-falante de teto, uma voz computadorizada pedia aos indiv�duos que caminhassem at� uma das placas. Assim que chegavam ao marcador, a voz pedia aos analisados que procurassem um ponto negro escondido em algum lugar da sala.
Enquanto isso, a mochila registrava as ondas cerebrais e os movimentos dos olhos dos volunt�rios. As grava��es el�tricas feitas pela mochila revelaram um padr�o distinto na atividade cerebral: picos mais altos dos ritmos teta foram registrados quando os participantes buscavam a figura pedida, comparando aos momentos em que vagavam no meio da sala.
“Esses resultados apoiam a ideia de que essa atividade neural espec�fica ajuda o c�rebro durante uma navega��o espacial, principalmente quando estamos a procura de algo”, enfatiza Ngai.
Os cientistas observaram resultados semelhantes quando os participantes assistiam a outra pessoa procurarem o mesmo ponto na sala. “Vimos que nosso c�rebro usa um c�digo comum para buscar elementos espec�ficos, como objetos, e tamb�m a localiza��o de outras pessoas quando estamos em ambientes sociais. � algo fascinante”, frisa Matthias Stangl, pesquisador na UCLA e tamb�m autor do estudo.
“V�rias evid�ncias indiretas j� apontavam para esse papel do lobo temporal medial durante a realiza��o desse tipo de tarefa, mas testar era dif�cil. Finalmente conseguimos dar validade �s nossas suspeitas”, complementa.
No��o de espa�o
A mochila tecnol�gica dever� ser usada pelos cientistas estadunidenses em estudos relacionados � locomo��o humana. O principal objetivo do grupo � entender melhor como o c�rebro de uma pessoa desenvolve a no��o de espa�o considerando a proximidade de outros indiv�duos.
“As atividades cotidianas exigem que naveguemos constantemente em torno de diversos sujeitos que ocupam o mesmo lugar. Atividades como escolher a fila de seguran�a mais curta do aeroporto, procurar vaga em um estacionamento lotado ou evitar esbarrar em algu�m na pista de dan�a, todas t�m a mesma premissa neural, ao que nos parece. Agora, com a nossa mochila, temos como explorar a fundo essa quest�o sem nos limitar ao ambiente de laborat�rio”, diz Nanthai Suthana, pesquisadora da Universidade da Calif�rnia (UCLA).
Os cientistas tamb�m adiantaram que disponibilizar�o essa nova ferramenta para outros estudiosos que desejarem aprender mais sobre o c�rebro.
Os especialistas acreditam que a mochila e outras tecnologias desenvolvidas com o mesmo objetivo proporcionar�o diversos ganhos para a neuroci�ncia nos pr�ximos anos.
“S� em 2020, mais de 175 grupos de pesquisa receberam financiamento do governo americano para desenvolver ferramentas semelhantes a nossa. Acreditamos que o mapeamento dos circuitos neurais e o estudo do seu funcionamento contribuir�o imensamente para avan�os m�dicos, como na recupera��o do movimento de pessoas paralisadas por les�es na medula espinhal”, justifica Matthias Stangl, tamb�m da UCLA. “� muito prov�vel que, no futuro, programas de computador ajudem na estimula��o de neur�nios, e isso � impressionante.”
Para saber mais: Terapia com eletrodos
A epilepsia � uma desordem neurol�gica que gera crises recorrentes de convuls�o e perda tempor�ria de consci�ncia. Para tratar esse problema de sa�de, s�o usados medicamentos antiepil�pticos, mas as drogas n�o geram efeitos em cerca de um ter�o das pessoas que sofrem com a enfermidade.
Para ajudar esse grupo de pacientes, especialistas da �rea m�dica recorreram � estimula��o el�trica. Nessa abordagem, primeiro, foram utilizados eletrodos posicionados em cima do couro cabeludo. Eles emitem as descargas e estimulam �reas neurais espec�ficas dos epil�ticos, obtendo o resultado esperado.
Recentemente, foram iniciados testes com o implante neural das pequenas pe�as, com o objetivo de aumentar a for�a do tratamento. Os resultados obtidos foram positivos, mas estudiosos ressaltam que essa alternativa deve ser explorada apenas em casos graves da enfermidade.