Um estudo recente destaca o potencial dos dispositivos funcionais de espectroscopia no infravermelho próximo (fNIRS), tradicionalmente usados para imagens cerebrais, para melhorar a função cognitiva através do processo de fotobiomodulação (PBM). Esta pesquisa inovadora foi liderada pelos professores Matteo Martini da Universidade de East London e Natalia Arias da Universidade de Nebrija marcando uma grande mudança na aplicação da tecnologia fNIRS de uma ferramenta de diagnóstico para um melhorador cognitivo. As descobertas foram publicadas na revista Behavioral Research Methods.
A espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) usa luz infravermelha próxima para detectar alterações na oxigenação dos tecidos, medindo as alterações na hemodinâmica cerebral. Historicamente, o fNIRS tem sido elogiado por sua portabilidade, segurança e tolerância ao exercício, tornando-o a primeira escolha para estudar a atividade cerebral em diversas populações. No entanto, descobertas recentes sugerem que a luz infravermelha próxima também pode modular a atividade neural, um fenômeno conhecido como fotobiomodulação (PBM). “Nosso estudo mostra que o uso padrão de equipamentos fNIRS pode produzir PBMs que afetam a cognição”, disse o professor Martini.
Em seu estudo, os pesquisadores realizaram uma série de testes cognitivos nos participantes, com um grupo usando dispositivos fNIRS ativos e o outro usando dispositivos fNIRS passivos. O teste concentra-se na função do córtex pré-frontal, avaliando o tempo de reação e a precisão em tarefas relacionadas à memória, atenção e função executiva. Notavelmente, o grupo que utilizou dispositivos ativos apresentou tempos de reação mais rápidos e maior precisão do que o grupo controle. Isto sugere que o fNIRS tem um impacto tangível na melhoria do desempenho cognitivo através do PBM.
Um aspecto importante deste estudo é o seu rigor metodológico. Cada participante foi submetido a avaliações cognitivas antes e depois de usar o dispositivo fNIRS. As tarefas incluíram a correspondência atrasada com a tarefa de amostra (DMS), a tarefa de contagem regressiva (BCT) e o teste eStroop. O grupo experimental que utilizou dispositivos ativos apresentou melhorias significativas em todas as tarefas em comparação com o grupo controle. Por exemplo, na tarefa DMS, o grupo experimental apresentou tempos de reação significativamente mais rápidos e maior precisão pós-estímulo. Estes resultados são consistentes em diferentes domínios cognitivos, reforçando o potencial do fNIRS para melhoria cognitiva.
A equipe de pesquisa do professor Arias elaborou o mecanismo do PBM, apontando que a luz infravermelha próxima interage com a citocromo c oxidase (CCO) nas mitocôndrias para restaurar a atividade da cadeia de transporte de elétrons e melhorar o metabolismo energético. Acredita-se que este efeito neuromodulador tenha efeitos duradouros e possa fornecer uma forma não invasiva de melhorar a função cognitiva em indivíduos saudáveis, bem como naqueles com deficiência cognitiva.
Os professores Martini e Arias enfatizam a novidade de suas descobertas: “Nosso estudo demonstra pela primeira vez que um dispositivo fNIRS convencional, quando usado para seu propósito principal, também pode atuar como um intensificador cognitivo via PBM. Esta dupla função abre novos caminhos para a pesquisa e aplicação prática de terapias de aprimoramento cognitivo.”
As implicações desta pesquisa são de longo alcance. Os dispositivos fNIRS são valorizados pelas suas capacidades de diagnóstico e podem tornar-se ferramentas poderosas para melhorar a função cognitiva, ajudando potencialmente a tratar o declínio cognitivo associado ao envelhecimento, lesões cerebrais e doenças neurodegenerativas. Além disso, os resultados deste estudo sugerem que o fNIRS pode ser usado para melhorar as capacidades cognitivas em indivíduos saudáveis, trazendo benefícios para ambientes educacionais e ocupacionais e abrindo portas para tratamentos não invasivos para o envelhecimento.
Ao revelar um possível novo papel dos dispositivos fNIRS na modulação da atividade cognitiva, os autores deste estudo querem também falar com a comunidade científica e alertar os investigadores sobre possíveis efeitos interativos durante o uso “rotineiro” de tais ferramentas. Os professores Martini e Arias propõem um método simples para superar falhas de protocolo e obter controle profissional sobre esses efeitos, a fim de revelar a verdadeira eficácia da intervenção em estudo (Martini e Arias, 2024).
Tomados em conjunto, os estudos conduzidos pelos grupos de pesquisa dos Professores Martini e Arias apresentam um argumento convincente para as capacidades de aprimoramento cognitivo da tecnologia fNIRS. A sua investigação não só amplia a compreensão do fNIRS, mas também abre caminho para a sua aplicação na melhoria da saúde cognitiva. À medida que o campo da neurociência continua a evoluir, a integração de técnicas diagnósticas e terapêuticas como o fNIRS promete levar a avanços significativos na ciência cognitiva e na saúde mental.
Referência do diário
Waight, JL, Arias, N., Jiménez-García, AM, et al. Da neuroimagem funcional à neuroestimulação: dispositivos fNIRS como potenciadores cognitivos. Pesquisa Comportamental 56, 2227–2242 (2024). Número digital: https://doi.org/10.3758/s13428-023-02144-y
Martini, M e Arias, N. Elucidando os efeitos da estimulação da luz infravermelha próxima e do exercício na função cognitiva em estudos fNIRS. NeuroImagem 2024 15:292:120615 de abril. Número digital: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120615
Sobre o autor
Dr. Matteo Martiniatualmente é Professor de Psicobiologia e Neurociência Cognitiva e Investigador Principal do Laboratório de Neurociência Cognitiva e Afetiva da Universidade de Foggia. Ele obteve o título de mestre em psicologia experimental e mais tarde o doutorado. Doutor em neurociência cognitiva pela Universidade de Sapienza, Itália. Após pós-doutorado no Instituto de Pesquisa Biomédica de Auguste Pisanye, na Espanha, trabalhou como professor e professor sênior no Departamento de Ciências Psicológicas da Universidade de East London, Reino Unido. A pesquisa de Martini abrange diferentes aspectos da função cognitiva, desde estudos de dor e nocicepção até estudos mais recentes de aprimoramento cognitivo por meio de diferentes intervenções, como atividade física e estimulação cerebral.
Dra. Natália Arias Graduado em biologia e psicologia, mestre em neurociências, doutor em psicologia, PI do grupo de pesquisa BRABE na Faculdade de Ciências da Vida e Naturais. Sua experiência de ensino abrange vários sistemas universitários e é especializada em monitorar e maximizar os resultados de aprendizagem dos alunos em ambientes universitários. Ao nível da investigação, interessa-se pelo estudo de tratamentos não invasivos para fases iniciais de doenças neurodegenerativas e pela procura de biomarcadores destas doenças. O seu foco vai desde ensaios pré-clínicos até à tradução humana, o que se reflete em inúmeras colaborações com universidades e empresas nacionais e internacionais.
