Usando uma ferramenta de análise especialmente concebida, os cientistas da Universidade Brown identificaram um biomarcador cerebral que pode ajudar a prever se o comprometimento cognitivo ligeiro irá progredir para a doença de Alzheimer. O método se concentra na medição da atividade elétrica produzida pelos neurônios, proporcionando uma nova maneira de detectar sinais precoces de doenças diretamente no cérebro.
“Identificamos um padrão de sinais elétricos de atividade cerebral que prevê quais pacientes têm maior probabilidade de desenvolver a doença dentro de dois anos e meio”, disse Stephanie Jones, professora associada de neurociência no Instituto Kearney de Ciência do Cérebro de Brown, que co-liderou o estudo. “Ser capaz de monitorar de forma não invasiva um novo marcador precoce da progressão da doença de Alzheimer no cérebro pela primeira vez é um passo muito emocionante”.
Os resultados são publicados na revista Imaging Neuroscience.
Rastreando a atividade cerebral em pessoas com comprometimento cognitivo leve
Em colaboração com investigadores da Universidade Complutense de Madrid, em Espanha, a equipa estudou registos da atividade cerebral de 85 pessoas com diagnóstico de comprometimento cognitivo ligeiro. Os pesquisadores acompanharam esses participantes durante vários anos para ver se suas condições mudaram ao longo do tempo.
A atividade cerebral foi registrada por meio de magnetoencefalografia, ou MEG – um método não invasivo que captura sinais elétricos do cérebro. Durante a gravação, os participantes descansaram tranquilamente com os olhos fechados.
Uma nova maneira de observar os sinais neuronais
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 desenvolveram um método computacional conhecido como Spectral Events Toolbox.
A ferramenta divide a atividade cerebral em eventos individuais, revelando quando os sinais ocorrem, com que frequência aparecem, quanto tempo duram e quão fortes são. A Spectral Events Toolbox ganhou ampla aceitação e foi citada em mais de 300 estudos acadêmicos.
Sinais cerebrais relacionados à memória revelam diferenças importantes
Usando esta ferramenta, os pesquisadores se concentram na atividade cerebral na faixa de frequência beta, que está associada aos processos de memória e é particularmente relevante para a pesquisa do Alzheimer, segundo Jones. Eles compararam os padrões de atividade beta em pessoas com comprometimento cognitivo leve com aquelas que não desenvolveram posteriormente a doença de Alzheimer.
Uma clara diferença surgiu. Os participantes que desenvolveram a doença de Alzheimer no prazo de dois anos e meio apresentaram alterações significativas na atividade beta em comparação com aqueles cuja condição permaneceu estável.
“Dois anos e meio antes do diagnóstico de Alzheimer, os pacientes geravam eventos beta a uma taxa mais baixa, com duração mais curta e com força mais fraca”, disse Danilina Shpakivska, primeira autora do estudo baseado em Madrid. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que os cientistas observam eventos beta associados à doença de Alzheimer”.
Por que os biomarcadores baseados no cérebro são importantes
Os biomarcadores atuais encontrados no líquido espinhal ou no sangue podem detectar placas beta-amilóides e emaranhados de 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.
Um biomarcador baseado na própria atividade cerebral mostraria mais diretamente como os neurônios funcionam sob esse estresse, disse David Zhu, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Jones em Brown, que liderará a próxima fase da pesquisa.
Rumo ao diagnóstico mais precoce e melhor tratamento
Jones acredita que a caixa de ferramentas de eventos espectrais pode eventualmente ajudar os médicos a detectar a doença de Alzheimer, antes que ocorra um declínio cognitivo significativo.
“O sinal que descobrimos pode ajudar na detecção precoce”, disse Jones. “Depois que nossas descobertas forem replicadas, os médicos poderão usar nosso kit de ferramentas para fazer diagnósticos precoces e testar se suas intervenções estão funcionando”.
A equipe está agora avançando para uma nova fase do projeto, apoiada pelo Prêmio Zimmerman de Inovação em Ciência do Cérebro do Carney Institute.
“Agora que descobrimos as propriedades do evento beta que prevêem a progressão da doença de Alzheimer, o nosso próximo passo é estudar os processos de geração usando ferramentas de modelagem neural computacional”, disse Jones. “Se pudermos recriar o que está errado no cérebro para gerar esse sinal, poderemos trabalhar com nossos colaboradores para testar terapêuticas que possam corrigir o problema”.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúde com Pesquisa do Cérebro através da Iniciativa Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) com o apoio de agências de financiamento na Espanha.
