Iluminando a Neurofisiologia! Uma outra refração.

Além da divulgação científica, quando criamos o Prisma pensamos em mais de uma pessoa descrever sobre um mesmo tema, em posts diferentes. Esse é o primeiro dessa forma de postagens, onde uma segunda pessoa fala sobre um assunto já discutindo, dando uma outra perspectiva a ele, como se fosse um prisma.

Há tempos tem se discutido formas de se manipular o cérebro. Formas que solucionariam questões científicas ou necessidades médicas. Porém, o cérebro é tão complexo, devido a sua difícil acessibilidade, heterogeneidade anatômica, fragilidade e rápido processamento (por exemplo, um potencial de ação dura “longos” milésimos de segundo).Uma das maneiras de se manipular o cérebro é através de modelagem comportamental, como uma aprendizagem de um caminho de saída em um labirinto. Esse modelo geralmente funciona e a resposta do indivíduo será duradoura (visto que seu repertório de ações será mudado e consequentemente sua neurotransmissão também). Porém, nem sempre a modelagem é simples e rápida; ainda podemos ter uma manipulação com muitas interferências, como uma influência espacial.

Como então manipular o cérebro de uma forma mais rápida e totalmente? Os neurônios se comunicam através de potencias de ação, que nada mais são do que sinais elétricos. Geralmente esses potenciais de ação são transmitidos por via de neurotransmissores, que necessitam de proteínas na membrana neuronal para passar o impulso elétrico adiante.

Com o uso de drogas ou fármacos podemos alterar a transmissão sináptica. Esse é o método mais antigo usado pelos homens para se manipular o cérebro de maneira rápida e totalmente, seja para cura, uso hedônico ou para uma finalidade religiosa. A desvantagem dos fármacos é que eles são eliminados gradativamente pelo organismo.

A maneira recentemente criada foi alterar as células de sistema nervoso, de uma maneira que pudéssemos “controlar” seu funcionamento. O meio que se desenvolveu foi com um receptores de rodopsina, uma proteína inerte que não altera o funcionamento normal de um neurônio. A ideia é genial! Com uma pequena fonte de luz, é possível ativar ou inibir uma parte do cérebro.

Não vou revisar como os receptores ChR2 agem, acredito que a Karina explicou muito bem no post dela.

Através de técnicas mais refinadas, como infusão de retro-vírus, é possível selecionar quais as áreas que serão modificadas. Por sua vez, quais as áreas que poderão ser manipuladas, sem alterar o global. É como se um remédio só agisse em um local específico do cérebro, como na amígdala ou no hipocampo. Acredito que em breve teremos a implantaçao neuroestimuladores optogenéticos.

Isso nos traz a algumas implicações clínicas que podem ser discutidas e aplicadas em breve. Seguem alguns exemplos:

Eplilepsia

Já imaginou ser possível encontrar o foco epiléptico e “desligá-lo” toda vez que começar a disparar dessincronizadamente?

Parkinson/Huntington

No Parkinson, a perda de neurônios dopaminérgicos leva a rigidez muscular e perda do movimento físico característica. Com a optogenética, essa perda de neurônios poderia ser “driblada”. O destino final dessa dopamina é o estriado dorsal. Uma fotoestimulação nos neurônios estriatais poderia ajudar a restaurar a delicadeza dos movimentos. A Coréa de Huntington, em contapartida, é uma doença neurodegenerativa caracterizada por espasmos musculares involuntários. A via prejudicada também envolve a regulação motora pelo estriado. Nessa caso, uma fotoinibição seria a solução!

Sono-vigília

Uma fotoestimulação em neurônios expressando orexina, um neurotrasmissor, é suficiente para causar transições vigília/sono. Útil para problemas de insônia crônica, narcolepsia ou sonolência excessiva diurna.

Outras terapias parecem prováveis, como estresse pós-traumático, degeneração da retina, dependência de drogas. Recomendo a leitura desse artigo.

Para terminar, gostaria de deixar uma perturbação minha. Alguns ritmos de ondas corticais cerebrais, como as Gamma,podem aumentar a atenção focada e, consequentemente, a performance. Estamos diante de uma nova série de ampliadores cognitivos? Você faria isso? Deixem seus comentários.

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5 respostas em “Iluminando a Neurofisiologia! Uma outra refração.

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  4. Acho complicado pensar em indução de banda gamma como ampliador cognitivo. A onda gamma ocorre em função da demanda cerebral alta. Se induzirmos gamma sem estímulo, teremos apenas um cérebro altamente dessincronizado, mas sem funcionalidade específica. Parece-me mais sensato pensar na onda gamma como consequência, não causa de aumento de demanda/processamento cognitivo.

    • Gabriel,

      A banda Gamma é nada mais do que a frequencia resultante de uma somatória dos PEPSs (potenciais excitatórios pós-sinápticos) e PIPSs (potenciais inibitórios pós-sinápticos) gerados pelos Potenciais de ação do(s) neuronio(s) anterior(es). Assim, induzir uma frequencia gamma em um neurônio fa-lo-ia gerar Potenciais de Ação e ativar os próximos neuronios, como em uma rede. Essa rede executaria alguma função cerebral, seja uma lembrança consciente, uma sensação ou, como o Bruno disse, uma capacidade aumentada de atenção.
      Para um bom exemplo do que falo, recomendo a leitura dos trabalhos do neurocirurgião Wilder Penfield, que estimulava regiões corticais específicas como correntes específicas e obtinha resultados assim. Penso que tudo seria uma questão de como fazer essa estimulação sincronizar (ou forçar uma sincronização) de uma rede engajada.

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