Usando ferramentas analíticas especialmente concebidas, os cientistas da Universidade Brown identificaram um biomarcador baseado no cérebro que poderia ajudar a prever se o comprometimento cognitivo ligeiro irá progredir para a doença de Alzheimer. O método centra-se na medição da actividade eléctrica gerada pelos neurónios, proporcionando uma nova forma de detectar sinais precoces de doenças directamente no cérebro.
“Detectamos um padrão nos sinais elétricos da atividade cerebral que pode prever quais pacientes têm maior probabilidade de desenvolver a doença dentro de dois anos e meio”, disse a co-líder do estudo Stephanie Jones, professora de neurociência no Carney Institute for Brain Science da Brown University. “Ser capaz de observar de forma não invasiva novos marcadores precoces da progressão da doença de Alzheimer no cérebro pela primeira vez é um passo muito emocionante”.
As descobertas foram publicadas na revista Imaging Neuroscience.
Rastreando a atividade cerebral em pessoas com comprometimento cognitivo leve
A equipe, trabalhando com pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid, na Espanha, estudou registros de atividade cerebral de 85 pessoas com diagnóstico de comprometimento cognitivo leve. Os pesquisadores acompanharam esses participantes durante vários anos para ver como suas condições mudaram ao longo do tempo.
A atividade cerebral foi registrada por meio de magnetoencefalografia (MEG), um método não invasivo de captura de sinais elétricos do cérebro. Durante a gravação, os participantes descansaram tranquilamente com os olhos fechados.
Nova maneira de observar sinais neurais
Os métodos tradicionais de análise de dados MEG geralmente dependem de sinais médios, que podem ocultar detalhes importantes sobre como os neurônios individuais se comportam. Para superar essa limitação, Jones e seus colegas da Brown University desenvolveram um método computacional chamado Spectral Event Toolbox.
A ferramenta divide a atividade cerebral em eventos distintos, revelando quando os sinais ocorrem, com que frequência ocorrem, quanto tempo duram e quão fortes são. A Spectral Event Toolbox alcançou ampla adoção e foi citada em mais de 300 estudos acadêmicos.
Sinais cerebrais ligados à memória revelam diferenças importantes
Usando esta ferramenta, os investigadores concentraram-se na actividade cerebral na banda de frequência beta, que está associada aos processos de memória e é particularmente relevante para o estudo da doença de Alzheimer, disse Jones. Eles compararam os padrões de atividade beta em pessoas com comprometimento cognitivo leve que mais tarde desenvolveram a doença de Alzheimer e naquelas que não desenvolveram a doença de Alzheimer.
Surgiram diferenças óbvias. Os participantes que desenvolveram Alzheimer ao longo de dois anos e meio tiveram alterações significativas na atividade beta em comparação com aqueles cuja doença permaneceu estável.
“Dois anos e meio antes do diagnóstico da doença de Alzheimer, os pacientes tiveram eventos beta de menor incidência, menor duração e menos intensos”, disse Danylyna Shpakivska, de Madrid, a primeira autora do estudo. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que os cientistas estudam eventos beta associados à doença de Alzheimer.”
Por que os biomarcadores baseados no cérebro são importantes
Os biomarcadores atualmente encontrados no líquido espinhal ou no sangue podem detectar placas beta-amilóides e emaranhados de proteínas tau, proteínas que se acumulam no cérebro e que se acredita causarem os sintomas de Alzheimer. No entanto, estes marcadores não mostram diretamente como as células cerebrais respondem a este dano.
Biomarcadores baseados na própria atividade cerebral poderiam fornecer uma compreensão mais direta de como os neurônios funcionam sob tal estresse, disse David Zhou, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Jones na Universidade Brown, que liderará a próxima fase da pesquisa.
Esforce-se para um diagnóstico precoce e um melhor tratamento
Jones acredita que a Spectral Events Toolbox poderia, em última análise, ajudar os médicos a identificar a doença de Alzheimer mais cedo, antes que ocorra um declínio cognitivo significativo.
“O sinal que encontramos pode ajudar na detecção precoce”, disse Jones. “Depois que nossas descobertas forem replicadas, os médicos poderão usar nosso kit de ferramentas para diagnóstico precoce e verificar se suas intervenções são eficazes”.
A equipe está agora entrando em uma nova fase do projeto e é apoiada pelo Prêmio Zimmerman de Inovação em Ciência do Cérebro do Carney Institute.
“Agora que identificamos uma assinatura de eventos beta que prevê a progressão da doença de Alzheimer, nosso próximo passo é usar ferramentas de modelagem neural computacional para estudar os mecanismos que a geram”, disse Jones. “Se conseguirmos reproduzir o que está errado no cérebro para gerar esse sinal, então poderemos trabalhar com colaboradores para testar terapias que possam corrigir o problema”.
A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, incluindo o programa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN), e apoio de agências de financiamento espanholas.
