Usando uma ferramenta de análise especialmente projetada, cientistas da Universidade Brown identificaram um biomarcador cerebral que pode ajudar a prever se o transtorno cognitivo leve progressará para a doença de Alzheimer. A abordagem foca na medição da atividade elétrica produzida pelos neurônios, oferecendo uma nova maneira de detectar sinais precoces da doença diretamente no cérebro.
“Detectamos um padrão nos sinais elétricos da atividade cerebral que prevê quais pacientes têm mais probabilidade de desenvolver a doença dentro de dois anos e meio,” disse Stephanie Jones, professora de neurociência afiliada ao Instituto Carney de Ciências do Cérebro da Brown, que co-liderou a pesquisa. “Ser capaz de observar não invasivamente um novo marcador precoce da progressão da doença de Alzheimer no cérebro pela primeira vez é um passo muito empolgante.”
Os resultados foram publicados na revista Imaging Neuroscience.
Acompanhando a Atividade Cerebral em Pessoas com Transtorno Cognitivo Leve
Em colaboração com pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid, na Espanha, a equipe estudou gravações da atividade cerebral de 85 pessoas diagnosticadas com transtorno cognitivo leve. Os pesquisadores acompanharam esses participantes por vários anos para ver como suas condições mudaram ao longo do tempo.
A atividade cerebral foi registrada usando magnetoencefalografia, ou MEG – um método não invasivo que captura sinais elétricos do cérebro. Durante as gravações, os participantes estavam em repouso, com os olhos fechados.
Uma Nova Maneira de Ver Sinais Neurais
As abordagens tradicionais para analisar os dados de MEG muitas vezes se baseiam na média dos sinais, o que pode apagar 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.
Essa ferramenta divide a atividade cerebral em eventos distintos, revelando quando os sinais ocorrem, com que frequência aparecem, quanto tempo duram e quão fortes são. O Spectral Events Toolbox ganhou ampla adoção e foi citado em mais de 300 estudos acadêmicos.
Sinais Cerebrais Relacionados à Memória Revelam Diferenças Chave
Usando essa ferramenta, os pesquisadores se concentraram na atividade cerebral na faixa de frequência beta, que foi associada aos processos de memória e é especialmente relevante na pesquisa sobre Alzheimer, de acordo com Jones. Eles compararam os padrões de atividade beta em pessoas com transtorno cognitivo leve que mais tarde desenvolveram a doença de Alzheimer com aqueles que não o fizeram.
Diferenças claras emergiram. Participantes que desenvolveram Alzheimer dentro de dois anos e meio mostraram mudanças perceptíveis em sua atividade beta em comparação com aqueles cuja condição permaneceu estável.
“Dois anos e meio antes do diagnóstico de Alzheimer, os pacientes estavam produzindo eventos beta a uma taxa mais baixa, com duração mais curta e menor potência,” disse Danylyna Shpakivska, a primeira autora do estudo baseada em Madrid. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que cientistas analisam eventos beta em relação à doença de Alzheimer.”
Por que Biomarcadores Cerebrais São Importantes
Atualmente, biomarcadores encontrados no fluidos espinhais ou no sangue podem detectar placas de beta-amiloide e emaranhados de tau, proteínas que se acumulam no cérebro e acreditam-se estar por trás dos sintomas do Alzheimer. No entanto, esses marcadores não mostram diretamente como as células cerebrais respondem a esse dano.
Um biomarcador baseado na própria atividade cerebral oferece uma visão mais direta de como os neurônios estão funcionando sob essa pressão, disse David Zhou, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Jones na Brown, que liderará a próxima fase da pesquisa.
Rumo a um Diagnóstico Mais Precoce e Tratamentos Melhores
Jones acredita que o Spectral Events Toolbox poderia eventualmente ajudar os clínicos a identificar a doença de Alzheimer mais cedo, antes que ocorra um declínio cognitivo significativo.
“O sinal que descobrimos pode ajudar na detecção precoce,” disse Jones. “Uma vez que nossa descoberta seja replicada, os clínicos poderiam usar nosso conjunto de ferramentas para diagnóstico precoce e também para verificar se suas intervenções estão funcionando.”
A equipe está agora avançando para uma nova fase do projeto, apoiada por um Prêmio de Inovação Zimmerman em Ciências do Cérebro do Instituto Carney.
“Agora que descobrimos características de eventos beta que preveem a progressão da doença de Alzheimer, nosso próximo passo é estudar os mecanismos de geração usando ferramentas de modelagem neural computacional,” disse Jones. “Se conseguirmos recriar o que está dando errado no cérebro para gerar esse sinal, poderemos trabalhar com nossos colaboradores para testar terapias que possam corrigir o problema.”
A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, incluindo a Iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), além do apoio de agências de financiamento na Espanha.
