Usando uma ferramenta de análise especialmente projetada, pesquisadores da Universidade Brown identificaram um biomarcador cerebral que pode ajudar a prever se o comprometimento cognitivo leve evoluirá para a doença de Alzheimer. Esta abordagem centra-se na medição da actividade eléctrica produzida pelos neurónios, oferecendo uma nova forma de detectar sinais precoces de doenças directamente no cérebro.
“Encontramos um padrão na atividade elétrica cerebral que prevê quais pacientes têm maior probabilidade de desenvolver a doença dentro de dois anos e meio”, disse Stephanie Jones, professora de neurologia do Instituto Brown Carney de Ciência do Cérebro, que liderou o estudo. “Ser capaz de observar 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 foram publicados na revista Imaging Neuroscience.
Rastreamento da atividade cerebral em pessoas com comprometimento cognitivo leve
Em colaboração com investigadores da Universidade Complutense de Madrid, em Espanha, a equipa estudou gravações da atividade cerebral de 85 pessoas com diagnóstico de comprometimento cognitivo ligeiro. 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, 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 ver sinais neuronais
As abordagens tradicionais para análise de dados MEG geralmente dependem da média do sinal, o que pode confundir 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.
Esta ferramenta divide a atividade cerebral em eventos individuais, mostrando quando os sinais ocorrem, com que frequência ocorrem, quanto tempo duram e quão fortes são. A Spectral Events Toolbox foi amplamente distribuída e citada em mais de 300 estudos científicos.
Sinais cerebrais relacionados à memória revelam diferenças importantes
Usando esta ferramenta, os pesquisadores se concentraram na atividade cerebral na faixa de frequência beta, que tem sido associada a processos de memória e é particularmente relevante na pesquisa do Alzheimer, segundo Jones. Eles compararam os padrões de atividade beta em pessoas com comprometimento cognitivo leve que mais tarde desenvolveram a doença de Alzheimer com aquelas que não o fizeram.
Havia diferenças óbvias. Os participantes que desenvolveram Alzheimer dentro de dois anos e meio apresentaram mudanças marcantes na sua atividade beta em comparação com aqueles cuja condição permaneceu estável.
“Dois anos e meio antes do diagnóstico da doença de Alzheimer, os pacientes produziam eventos beta com menor frequência, menor duração e menor potência”, disse Danilina Shpakowska, a primeira autora do estudo, de Madrid. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que os cientistas analisam os eventos beta na doença de Alzheimer”.
Por que os biomarcadores cerebrais são importantes
Os biomarcadores atuais encontrados no líquido cefalorraquidiano 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 indicam diretamente como as células cerebrais respondem a este dano.
Um biomarcador baseado na própria atividade cerebral oferece uma visão mais direta de como os neurônios funcionam sob esse estresse, disse David Zhou, 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 Spectral Events Toolbox poderia eventualmente ajudar os médicos a detectar a doença de Alzheimer mais cedo, antes que ocorra um declínio cognitivo significativo.
“O sinal que detectamos pode ajudar na detecção precoce”, disse Jones. “Assim que nossa descoberta for replicada, os médicos poderão usar nosso kit de ferramentas para diagnóstico precoce, bem como para testar a eficácia de suas intervenções”.
A equipe está agora avançando para uma nova fase do projeto com o apoio do Prêmio Zimmerman de Inovação em Ciência do Cérebro do Carney Institute.
“Agora que identificamos as funções beta de eventos que predizem a progressão da doença de Alzheimer, nosso próximo passo é estudar os mecanismos de geração usando ferramentas de modelagem neural computacional”, disse Jones. “Se pudermos recriar o que está errado no cérebro para criar esse sinal, então poderemos trabalhar com nossos colaboradores para testar terapêuticas que possam corrigir o problema”.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúde, incluindo a iniciativa Brain Research através do Desenvolvimento de Neurotecnologias Inovadoras (BRAIN), e com o apoio de agências de financiamento espanholas.
