Implantes cerebrais revivem habilidades cognitivas após uma lesão cerebral traumática

Em 2001, Gina Arata estava no último semestre da escola, planejando ingressar na faculdade de direito, quando sofreu um traumatismo cranioencefálico em um acidente de carro. A lesão comprometeu tanto sua capacidade de concentração que ela teve dificuldade em trabalhar na classificação de correspondência.

Seus pais souberam da pesquisa que estava sendo conduzida na Stanford Medicine e entraram em contato; Arata foi aceita como participante. Em 2018, os médicos implantaram cirurgicamente um dispositivo nas profundezas do seu cérebro e, em seguida, calibraram cuidadosamente a atividade elétrica do dispositivo para estimular as redes que a lesão havia subjugado.

Ela percebeu a diferença imediatamente: quando lhe pediram para listar itens no corredor de produtos hortifrutigranjeiros de um supermercado, ela poderia recitar frutas e vegetais. Então uma pesquisadora desligou o aparelho e ela não conseguiu citar nenhum.

Para Arata e quatro outros, o dispositivo experimental de estimulação cerebral profunda restaurou, em diferentes graus, as capacidades cognitivas que tinham perdido devido a lesões cerebrais anos antes. A nova técnica, desenvolvida por pesquisadores da Stanford Medicine e colaboradores de outras instituições, foi a primeira a se mostrar promissora contra as deficiências duradouras de lesões cerebrais traumáticas moderadas a graves.

Os resultados do ensaio clínico foram publicados em 4 de dezembro na Nature Medicine.

Luzes escurecidas

Mais de 5 milhões de americanos vivem com os efeitos duradouros de lesões cerebrais traumáticas moderadas a graves – dificuldade de concentração, lembrança e tomada de decisões. Embora muitos recuperem o suficiente para viverem de forma independente, as suas deficiências impedem-nos de regressar à escola ou ao trabalho e de retomar a sua vida social.

“Em geral, há muito pouco tratamento para esses pacientes”, disse Jaimie Henderson, MD, professor de neurocirurgia e co-autor sênior do estudo.

Mas o fato de estes pacientes terem saído do coma e recuperado uma boa parte da função cognitiva sugeria que os sistemas cerebrais que suportam a atenção e a excitação – a capacidade de permanecer acordado, prestar atenção a uma conversa, concentrar-se numa tarefa – estavam relativamente preservados.

Esses sistemas conectam o tálamo, uma estação retransmissora nas profundezas do cérebro, a pontos em todo o córtex, a camada externa do cérebro, que controla funções cognitivas superiores.

“Nestes pacientes, essas vias estão praticamente intactas, mas tudo foi regulado negativamente”, disse Henderson, professor de John e Jene Blume-Robert e Ruth Halperin. “É como se as luzes tivessem diminuído e não houvesse eletricidade suficiente para acendê-las novamente.”

Em particular, uma área do tálamo chamada núcleo lateral central atua como um centro que regula muitos aspectos da consciência.

“O núcleo lateral central é otimizado para impulsionar as coisas de forma ampla, mas sua vulnerabilidade é que se você tiver uma lesão multifocal, ele tende a sofrer um impacto maior porque pode vir de quase qualquer lugar do cérebro”, disse Nicholas Schiff, MD, professor da Weill Cornell Medicine e co-autor sênior do estudo.

Os pesquisadores esperavam que a estimulação elétrica precisa do núcleo central lateral e suas conexões pudesse reativar essas vias, acendendo novamente as luzes.

Posicionamento preciso

No ensaio, os pesquisadores recrutaram cinco participantes que apresentavam deficiências cognitivas duradouras por mais de dois anos após lesão cerebral traumática moderada a grave. Eles tinham entre 22 e 60 anos, com lesões sofridas de três a 18 anos antes.

O desafio foi colocar o dispositivo de estimulação exatamente na área certa, que variava de pessoa para pessoa. Para começar, cada cérebro tem um formato diferente, e as lesões levaram a modificações adicionais.

“É por isso que desenvolvemos uma série de ferramentas para definir melhor o que era essa área”, disse Henderson. Os pesquisadores criaram um modelo virtual de cada cérebro que lhes permitiu identificar a localização e o nível de estimulação que ativaria o núcleo lateral central.

Guiado por esses modelos, Henderson implantou cirurgicamente os dispositivos nos cinco participantes.

“É importante atingir a área com precisão”, disse ele. “Se você estiver alguns milímetros fora do alvo, estará fora da zona efetiva.”

Um momento pioneiro

Após uma fase de titulação de duas semanas para otimizar a estimulação, os participantes passaram 90 dias com o aparelho ligado 12 horas por dia.

Seu progresso foi medido por um teste padrão de velocidade de processamento mental, chamado teste de criação de trilhas, que envolve desenhar linhas conectando uma confusão de letras e números.

“É um teste muito sensível exatamente às coisas que estamos observando: a capacidade de foco, concentração e planejamento, e de fazer isso de uma forma que seja sensível ao tempo”, disse Henderson.

No final do período de tratamento de 90 dias, os participantes melhoraram a sua velocidade no teste, em média, em 32%, ultrapassando em muito os 10% que os investigadores pretendiam.

“A única coisa surpreendente é que funcionou da maneira que previmos, o que nem sempre é garantido”, disse Henderson.

Para os participantes e suas famílias, as melhorias foram evidentes em suas vidas diárias. Eles retomaram atividades que pareciam impossíveis – ler livros, assistir programas de TV, jogar videogame ou terminar uma tarefa de casa. Eles se sentiam menos cansados e conseguiam passar o dia sem tirar uma soneca.

A terapia foi tão eficaz que os pesquisadores tiveram dificuldade para concluir a última parte do estudo. Eles planejaram uma fase de retirada às cegas, na qual metade dos participantes seria selecionada aleatoriamente para ter seus dispositivos desligados. Dois dos pacientes recusaram, não querendo correr esse risco. Dos três que participaram da fase de retirada, um foi randomizado para ter o aparelho desligado. Após três semanas sem estimulação, esse participante teve um desempenho 34% mais lento no teste de trilha.

O ensaio clínico é o primeiro a atingir esta região do cérebro em pacientes com lesão cerebral traumática moderada a grave e oferece esperança para muitos que estagnaram na sua recuperação.

“Este é um momento pioneiro”, disse Schiff. “Nosso objetivo agora é tentar tomar medidas sistemáticas para tornar isso uma terapia. Isto é um sinal suficiente para que façamos todos os esforços.”