Um estudo recente destaca o potencial dos dispositivos funcionais de espectroscopia no infravermelho próximo (fNIRS), tradicionalmente usados para imagens cerebrais, para melhorar as funções cognitivas por meio de um processo conhecido como fotobiomodulação (PBM). Este estudo emocionante liderado pelo Prof. Matteo Martini da Universidade de East London e pela Professora Natalia Arias da Universidade de Nebrija indica uma mudança significativa no uso da tecnologia fNIRS de uma ferramenta de diagnóstico para aprimoramento cognitivo. As descobertas foram publicadas na revista Behavioral Research Methods.
A espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) funciona medindo as mudanças na hemodinâmica cerebral, usando luz infravermelha próxima para detectar variações na oxigenação dos tecidos. Historicamente, o fNIRS tem sido elogiado por sua portabilidade, segurança e tolerância ao movimento, tornando-o uma escolha preferida para estudar a função cerebral em diversas populações. No entanto, descobertas recentes sugerem que a luz infravermelha próxima também pode modular a atividade neuronal, um processo conhecido como fotobiomodulação (PPM). “Nosso estudo mostra que o uso consistente de dispositivos fNIRS produz PBM, afetando a cognição”, disse o professor Martini.
Em seu estudo, os pesquisadores administraram uma série de testes cognitivos aos participantes, com um grupo usando dispositivos fNIRS ativos e outro grupo usando dispositivos passivos. Os testes focam na atividade do córtex pré-frontal, avaliando tempos de reação e precisão em tarefas relacionadas à memória, atenção e função executiva. Notavelmente, o grupo com dispositivos ativos demonstrou tempos de reação mais rápidos e melhor precisão em comparação com o grupo de controle. Isto indica que o FNIRS, através do PBM, tem um efeito positivo na melhoria do desempenho cognitivo.
Uma característica marcante deste estudo é o seu rigor metodológico. Cada participante foi submetido a avaliações cognitivas antes e depois de usar os dispositivos fNIRS. As tarefas incluíram uma tarefa de amostra de correspondência atrasada (DMS), uma tarefa de contagem regressiva (BCT) e um teste eStroop. O grupo experimental que utilizou os dispositivos ativos demonstrou melhorias significativas em todas as tarefas em comparação com o grupo controle. Por exemplo, na tarefa TMS, o grupo experimental apresentou tempos de reação significativamente mais rápidos e maior precisão pós-estímulo. Estes resultados foram consistentes em diferentes domínios cognitivos, reforçando o potencial do fNIRS no aprimoramento cognitivo.
O grupo de pesquisa do Prof. Arias elaborou o mecanismo subjacente ao PBM, sugerindo que a luz infravermelha próxima interage com a citocromo c oxidase (CCO) nas mitocôndrias, restaurando a atividade da cadeia de transporte de elétrons e melhorando o metabolismo energético. Sugere-se que este efeito neuromodulador tenha efeitos duradouros, proporcionando um meio não invasivo de melhorar as funções cognitivas em indivíduos saudáveis e pessoas com deficiências cognitivas.
O professor Martini e o professor Arias enfatizaram a novidade de suas descobertas: “Nosso estudo é o primeiro a demonstrar que um dispositivo fNIRS convencional, quando usado para sua finalidade principal, também atua como um intensificador cognitivo por meio do PBM. Esta dupla função abre novos caminhos para pesquisa e aplicações práticas.”
As implicações deste estudo são profundas. Os dispositivos fNIRS, já avaliados pelas suas capacidades de diagnóstico, podem tornar-se ferramentas poderosas na melhoria das funções cognitivas, potencialmente no tratamento do declínio cognitivo associado ao envelhecimento, lesões cerebrais e doenças neurodegenerativas. Além disso, as descobertas do estudo sugerem que o fNIRS pode ser usado para melhorar o desempenho cognitivo em indivíduos saudáveis, proporcionar benefícios em ambientes acadêmicos e profissionais e abrir a porta para tratamentos não invasivos no envelhecimento.
Ao revelar o novo papel que os dispositivos fNIRS podem desempenhar na modulação da função cognitiva, os autores deste estudo querem falar com a comunidade científica e alertar os investigadores para potenciais efeitos interativos que podem ser gerados durante o uso ‘rotineiro’ de tal dispositivo. O Professor Martini e o Professor Arias sugerem uma forma simples de superar o dilema ético e obter controlo especializado sobre estes resultados para revelar a verdadeira eficácia da intervenção sob investigação (Martini e Arias, 2024).
Concluindo, a pesquisa conduzida pelas equipes de pesquisa do Prof. Martini e do Prof. Arias apresenta um caso convincente para as capacidades de aprimoramento cognitivo da tecnologia fNIRS. O seu estudo não só expande a compreensão do fNIRS, mas também abre caminho para a sua utilização na melhoria da saúde cognitiva. À medida que o campo da neurociência continua a evoluir, a integração de tecnologias diagnósticas e terapêuticas como o fNIRS promete avanços significativos na ciência cognitiva e na saúde mental.
Nota de diário
Waight, JL, Arias, N., Jiménez-García, AM, et al. Da neuroimagem funcional à neuroestimulação: dispositivos fNIRS como potenciadores cognitivos. Comportamento Res 56, 2227–2242 (2024). DOI: https://doi.org/10.3758/s13428-023-02144-y
Martini, M e Arias, N. Desembaraçando os efeitos da estimulação da luz infravermelha próxima e do exercício na função cognitiva em estudos fNIRS. Neuroimagem 2024 abril 15:292:120615. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120615
Sobre os professores
Dr. Matteo MartiniAtualmente Professor de Psicologia e Neurociência Cognitiva e Investigador Principal do Laboratório de Neurociência Cognitiva e Afetiva da Universidade de Foggia. Ele possui mestrado em Psicologia Experimental e posteriormente doutorado. em neurociência cognitiva pela Universidade de Sapienza, Itália. Após seu doutorado no Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer, Spin 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 o estudo da dor e da nocicepção até a recente investigação da eficiência cognitiva por meio de diversas intervenções, como atividade física e estimulação cerebral.
Dra. Natália Arias Licenciatura em Biologia e Psicologia, Mestre em Neurociências, Doutora em Psicologia e PI do Grupo de Investigação BRABE da Faculdade de Ciências da Vida e Naturais. Sua experiência de ensino abrange vários ambientes universitários, especializando-se em monitorar e maximizar os resultados dos alunos no ambiente universitário. Ao nível da investigação, interessa-se pelo estudo de tratamentos não invasivos nas fases iniciais da neurodegeneração, bem como pela procura de biomarcadores nestas doenças. A sua preocupação vai desde os ensaios pré-clínicos até à tradução humana, reflectida em inúmeras colaborações com universidades e instituições nacionais e estrangeiras.
