{youtube}1TCXm0wCgiQ{/youtube}

Este vídeo mostra uma imagem da depressão disseminada - espalhando despolarização - em um cérebro de rato. A imagem no topo mostra a propagação da depressão sem qualquer intervenção. A imagem na parte inferior mostra a propagação da depressão com a intervenção da corrente elétrica. O campo se espalha mais profundamente, mas não tão longe na superfície do cérebro, essencialmente cortando a progressão da depressão disseminada.

Pesquisadores identificaram a atividade elétrica específica para o início da enxaqueca e demonstraram uma maneira de pará-lo em experimentos com animais.

"Convulsões e enxaquecas são dois estados muito diferentes do cérebro", diz Steven J. Schiff, professor de engenharia nos departamentos de neurocirurgia, engenharia mecânica e mecânica e física na Penn State.

“Descobrimos que a despolarização disseminada, também chamada de depressão alastrante, observada nas enxaquecas é um fenômeno biofísico fundamental e você pode detê-la com corrente elétrica. Estranhamente, é a direção oposta da corrente elétrica usada para desligar as convulsões ”, diz Schiff.

"A atividade elétrica no cérebro causando a aura é como um apagão ..."

Os pesquisadores não curaram enxaquecas, mas estão mais perto de entender o mecanismo no cérebro que causa o início, ou auras, dessas dores de cabeça, que afetam cerca de 10 por cento dos homens e 22 por cento das mulheres, segundo o Center for Disease. Ao controle.

Realizando experimentos motivados por modelos computacionais da biofísica da despolarização disseminada, os pesquisadores demonstraram com sucesso a modulação, a supressão e a prevenção da despolarização disseminada em fatias de cérebro de ratos.

"A atividade elétrica no cérebro causando a aura é como um apagão", diz Andrew J. Whalen, pós-doutorando no Centro de Engenharia Neural da universidade. "Não é apenas uma única célula, mas uma reação em cadeia que se move através do cérebro causando inchaço, e leva as pessoas um tempo para se recuperar."

Muitos sofredores de enxaqueca experimentam primeiro essa aura visual antes que a dor de cabeça comece. Schiff e sua equipe visaram a atividade elétrica que causa a aura, pois é fundamental para iniciar a enxaqueca.

À esquerda, as imagens ópticas mostram a onda de despolarização disseminada no cérebro; no meio, a imagem mostra a aceleração e o desenho para a superfície da onda com corrente negativa; e à direita, a imagem mostra o confinamento da onda com parada da propagação, direita. (Crédito: Schiff Lab / Penn State)

Os pesquisadores sabem que mudar a concentração de sal no cérebro pode alterar os processos elétricos do cérebro. Ao alterar as concentrações de potássio no cérebro, os pesquisadores poderiam desencadear a despolarização em expansão.

As células cerebrais envolvidas têm um corpo central chamado soma e um braço longo semelhante a uma antena chamado dendrito. As duas extremidades permitem que os pesquisadores polarizem as células com uma corrente elétrica - cargas positivas se acumulam em uma extremidade e cargas negativas se acumulam na outra. Isso permite que eles usem uma corrente elétrica para tentar modular a atividade das células cerebrais.

“… Podemos piorar com uma corrente e podemos melhorar com a corrente oposta…”

“Pensávamos que se parássemos a fase inicial, a aura, pararíamos o resto”, diz Schiff. “Finalmente descobrimos que a acusação necessária para deter a depressão disseminada era oposta ao que supúnhamos. Uma vez que escolhemos a carga oposta, a progressão dos fenômenos parou. Isso tudo fez sentido no final, já que convulsões e enxaquecas começam em extremidades opostas das células cerebrais ”.

Os pesquisadores foram capazes de usar uma carga positiva para parar a polarização se espalhando. Imaging das fatias do cérebro de ratos mostra a atividade da enxaqueca se movendo mais profundamente no cérebro, onde ele não pode mais se propagar, efetivamente terminando o episódio.

"Nós viemos com uma compreensão biofísica e se aplica à fisiologia fundamental da aura, e podemos piorar com uma corrente e podemos fazer melhor com a corrente oposta", diz Schiff.

A aplicação de polarização como essa pode ser feita com segurança no cérebro humano, e essa estratégia pode ser testada em ensaios clínicos com pessoas que sofrem de enxaqueca. No entanto, a enxaqueca completa experimentada pelos pacientes torna-se mais complicada após a aura inicial.

"Quer-se consertar o cérebro para que ele não seja suscetível a enxaquecas ou convulsões", diz Bruce J. Gluckman, professor de engenharia científica e mecânica, neurocirurgia e bioengenharia e diretor associado do Centro de Engenharia Neural. “Não ter que controlar enxaquecas ou espalhar depressão quando começar. Por enquanto, esse é um resultado fundamental que nos aproxima da capacidade de intervir de maneira importante para essa condição ”.

A pesquisa aparece em Relatórios científicos.

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Eletrônica da China; Estado de Penn; e a Universidade Humboldt de Berlim, Alemanha, também contribuiu para o trabalho.

O programa de pesquisa colaborativa EUA-Alemanha em Neurociência Computacional dos Institutos Nacionais de Saúde; o Bundesministerium für Bildung und Forschung; e a Iniciativa BRAIN dos Institutos Nacionais de Saúde apoiou este trabalho. Os pesquisadores pediram uma patente provisória sobre este trabalho.

Fonte: Penn State

Livros relacionados

at InnerSelf Market e Amazon