Novo dispositivo injetável pode revolucionar o tratamento da doença de Parkinson: Uma Breve História da Sondagem do Cérebro

Imagem de campo brilhante que mostra o sistema eletrônico de malha a ser injetado através de  agulha de vidro micrômetro de diâmetro interno sub-100 em solução aquosa. Imagem cortesia de Lieber Research Group, da Universidade de Harvard

Jun 9, 2015 - Longe vão os dias de alto risco, da sondagem invasiva do cérebro, quando o cérebro era uma arena misteriosa que mal se podia tocar sem repercussões graves. Embora ainda seja o órgão mais complicado, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Harvard, desenvolveu um dispositivo eletrônico que é tão pequeno e flexível que pode ser injetado diretamente no cérebro, onde ele pode monitorar a atividade cerebral e, possivelmente, até mesmo doenças tratadas como Parkinson ou paralisia.

Os pesquisadores acreditam que este dispositivo seja revolucionário, observando que ele pode fazer muito dentro do corpo sem prejudicar o tecido ou causar quaisquer complicações - comprovadas, pelo menos em camundongos, por ora.

"Nós podemos entregar precisamente estes ultra-flexíveis eletrônicos através de uma injeção com seringa comum em praticamente qualquer tipo de material 3D macio", Charles Lieber, principal autor do estudo e um nanocientista e nano tecnólogo na Universidade de Harvard, disse ao LiveScience. "O processo de injeção eletrônica é ultraflexível sem apresentar nenhum dano nas estruturas pretendidas."

Para obtê-lo dentro do corpo de um rato, os pesquisadores primeiro criam andaimes como pequenas folhas planas que consistem em eletrodos de metal e fios de silicone. Em seguida, eles anexam sensores para essas malhas de metal e silicone, que são cerca de 90 por cento de espaço vazio. Estas malhas enrolam-se como um pergaminho quando colocadas em líquido, então elas podem ser injetadas através de pequenas seringas. Uma vez dentro do corpo, elas voltam à sua forma original, plana, para fazer seu trabalho.

Injetá-las em cérebros de ratos durante seus experimentos foi promissor, uma vez que causou pouco ou nenhum sangramento e gravou bem a atividade cerebral. Além disso, não há tecido cicatricial ou resposta do sistema imunológico após a injeção - mesmo meses depois. Este é o lugar onde este novo dispositivo pode revolucionar a cena de sondagem do cérebro, que tem sido amplamente atormentada com essas complicações, após implantes. Em última análise, se essas malhas forem bem sucedidas no corpo durante um longo período de tempo, os investigadores poderão encontrar formas de estimular a atividade do cérebro para tratar a doença de Parkinson ou outras desordens.

"Isso abre uma nova fronteira onde podemos explorar a interface entre estruturas eletrônicas e biologia", disse Lieber no comunicado de imprensa da Harvard. "Durante os últimos 30 anos, as pessoas fizeram melhorias incrementais em técnicas de microfabricação que nos permitiram fazer sondas rígidas menores e menores."

Uma Breve História das Sondas no cérebro

Esta pintura por Hieronymus Bosch descreve trepanação em ação - muitas vezes sujeitos ficaram acordados durante o procedimento.

Pré-História. Na verdade, começando, os seres humanos não têm muitas opções no estudo do cérebro. A trepanação antiga é possivelmente a forma mais crua e primitiva de "sondagem cerebral." Na verdade, é considerado o procedimento cirúrgico mais antigo que tem evidência arqueológica. Historicamente, a trepanação, que envolve a perfuração de um buraco no crânio, foi usada para deixar os demônios doentes a partir de uma pessoa que estava se comportando de forma anormal Mais tarde, as pessoas costumavam usar a trepanação para tratar enxaquecas, convulsões e distúrbios mentais - que é amplamente considerado uma pseudociência hoje.

1800. Após vários anos de pesquisa sobre os animais utilizando a técnica electroencefalográfica (EEG), o psiquiatra Hans Berger gravou o primeiro EEG humano em 1924. Embora a técnica não seja invasiva e não ser usada para o tratamento de doenças, que é uma ferramenta de diagnóstico que envolve cobrir o couro cabeludo do paciente com eletrodos que registram a atividade cerebral e a monitora. EEG são utilizados para identificar as convulsões e outros problemas neurológicos.

Na década de 1950, o Dr. José Delgado criou o Stimoceiver, um dispositivo que ele testou no cérebro de um touro que o cobrou a mudar de direção. O Stimoceiver foi uma partida de tipos anteriores de estimuladores cerebrais, que envolveu eletrodos implantados no cérebro que estavam conectados a equipamentos volumosos que gravaram a atividade cerebral. Este equipamento foi conhecido por causar infecções em pacientes e também limitar o movimento.

Este bebê tem um implante coclear, que é implantado cirurgicamente para fornecer audição.

1970. Os implantes cocleares, agora em uso por mais de 200.000 pessoas surdas, assistem os doentes na audição, alterando o som em sinais elétricos que são enviados para o nervo auditivo. Embora não sejam diretamente inseridos no cérebro, o implante é colocado no ouvido e ligado a um eléctrodo sobre o cérebro, o que estimula a audição.

A estimulação cerebral profunda - Mostrado neste X-Ray, a estimulação cerebral profunda envolve a implantação de "pacemakers cerebrais".

Em 1997, o FDA aprovou a estimulação cerebral profunda para tratar tremor essencial. Mais tarde, foi aprovado para tratar a doença de Parkinson, distonia, e até mesmo transtorno obsessivo-compulsivo. Durante a estimulação cerebral profunda, que tem sido utilizada para tratar a doença mental e doença de Parkinson com bastante sucesso, um neurocirurgião insere um eléctrodo através de uma pequena abertura no crânio e implantes de TI no cérebro. Em seguida, os impulsos eléctricos são enviados através do fio ao cérebro, que bloqueiam sinais eléctricos anormais associadas à doença de Parkinson. Isto ainda é um procedimento invasivo, no entanto, e, assim, não completamente ideal.

Em comparação com o potencial do novo dispositivo de Lieber, estes exemplos passados ​​de sondagem cerebral e monitoramento parecem ultrapassados. Com mais pesquisas e ensaios clínicos em seres humanos, Lieber acredita que será transformador.

"As técnicas existentes são relações brutas para a forma como o cérebro é com fio", disse Lieber no comunicado de imprensa. "Quer se trate de uma sonda de silício ou de polímeros flexíveis ... eles causam inflamação no tecido que requer mudança periodicamente da posição ou da estimulação. Mas com nossos produtos eletrônicos injetáveis, é como se eles não estivessem em tudo. Eles são um milhão de vezes mais flexíveis do que qualquer state-of-the-art eletrônicos flexíveis e têm tamanhos subcelulares característicos. Eles são o que eu chamo de "neuro-philicos.» - Eles realmente gostam de interagir com neurônios". (original em inglês, tradução Google, revisão Hugo). Fonte: Medical Daily.com, com links e imagens.