A estimulação cerebral profunda está obtendo bons resultados em distúrbios neurológicos como Parkinson e epilepsia, mas requer implantes cirúrgicos. Idem optogenética, para o qual é necessário implantar fibras ópticas no cérebro.
Uma equipe multidisciplinar da Universidade de Washington em St. Louis desenvolveu uma nova técnica de estimulação cerebral. É chamado de sonotermogenética e usa ultrassom focalizado que pode ativar e desativar tipos específicos de neurônios no cérebro. É capaz de controlar com precisão a atividade motora sem a implantação de dispositivos cirúrgicos.
Por que é chamado de sonotermogenética?
A equipe, liderada por Hong Chen, professor assistente de engenharia biomédica e radioterapia oncológica, é o primeiro a fornecer evidências diretas de que esta tecnologia funciona. Uma combinação do efeito de aquecimento induzido por ultrassom e da genética. É também o primeiro trabalho a demonstrar que a sonotermogenética pode controlar de forma robusta o comportamento, estimulando um alvo específico nas profundezas do cérebro.
Os resultados dos três anos de pesquisa, financiados em parte pela Iniciativa BRAIN do National Institutes of Health, foram publicado online em Estimulação cerebral o 10 Maio 2021.
Pesquisa em Sonotermogenética
O grupo de pesquisa sênior incluiu especialistas renomados em suas áreas, de diferentes universidades. Uma técnica como a da Sonotermogenética só poderia ser desenvolvida a partir de diferentes conhecimentos: engenharia biomédica, radiologia, física, medicina, anestesiologia e farmacologia.
“Nosso trabalho forneceu evidências de que a sonotermogenética evoca respostas comportamentais em camundongos”, diz Chen. “A sonotermogenética tem o potencial de transformar nossas abordagens de pesquisa e descobrir novos métodos para compreender e tratar distúrbios cerebrais humanos.”
Como funciona
Usando um modelo de camundongo, Chen e a equipe entregaram uma construção viral contendo canais de íons TRPV1 para neurônios selecionados geneticamente. Então, por meio de um dispositivo vestível, eles entregaram um pequeno aumento de calor por meio de ultrassom focalizado de baixa intensidade para neurônios selecionados no cérebro. O calor, apenas alguns graus mais quente que a temperatura corporal, ativou o canal iônico TRPV1, que agia como um interruptor para ligar ou desligar os neurônios.
“Podemos mover o dispositivo de ultrassom usado na cabeça de camundongos que se movem livremente para alcançar diferentes locais do cérebro”, diz ele. Yaohengyang, primeiro autor do artigo.
Por ser não invasiva, esta técnica tem potencial para ser ampliada para animais de grande porte e, no futuro, para humanos.
A sonotermogenética promete atingir qualquer local do cérebro com extrema precisão, sem causar nenhum dano.
