Ainda que tanto a técnica como o ensaio experimental tenham sido executados em pequenos roedores ou camundongos, o feito é notável! Existe a partir daqui um novo potencial que exponencia de forma absolutamente irrefutável a utilização desta criteriosa técnica para que, em novas abordagens, se atinja qualquer região do cérebro - por mais recôndita que seja - sem danificar este.
Todavia estes sucessos, estes alcances da engenharia biomédia, inflama-se também a questão: Estar-se-á a incorrer na utopia do total desvendar do conhecimento neurológico só consignado aos deuses ou, como o mundo científico clama, no limiar de se destrinçar por completo o alto cenário de complexo mosaico do qual o cérebro é formatado?!... Em breve o saberemos.
Em busca de novas técnicas
Quando se fala de cérebro, todos os nossos reflexos e percepção intuitiva levam-nos automaticamente para um mundo tão estranho quanto maravilhoso que, de extrema complexidade mas em simultâneo de uma autenticidade identitária só digna de um acto de Deus, tal a sua quase incompreensibilidade, que muitas vezes nos surpreendemos devido aos avanços nesta área.
Não é fácil nem nunca o foi. O cérebro humano adulto médio orla aproximadamente 100 biliões de neurónios e a igual quantidade (se não mais) de Glia, em fantásticas células cerebrais que geram todo o funcionamento do cérebro, enviando e recebendo os sinais eléctricos e químicos numa fluida e extraordinária interacção de comunicação.
O que, para o cidadão comum, além de ser uma gigantesca obra de rebuscada engenharia genética que alguém criou, também associa a uma quase central eléctrica ou sede de call-center em recebimento e envio de mensagens num turbilhão de informação.
Num mundo metafórico ou talvez mais consonante com certas realidades secretas, muitos serviços ou departamentos de informação e recolha de dados nunca terão (mesmo através dos super-computadores de última geração) essa magistral equidade de resolução dos nossos neurónios. E conseguindo-o, que como se sabe até nos superarão um dia, haja a tal super-inteligência que fará de nós mais máquinas que humanos.
Para já e, sem entrar em grandes detalhes científicos, poder-se-á acrescentar apenas de que, o cérebro humano, é de facto algo de muito peculiar e admirável. E, havendo já grande parte desse mistério desvendado, há uma outra que ainda não se compreende na totalidade ou em definitivo no conhecimento do que insta a consciência ou mesmo a formação do que entendemos por «alma».
Por ora, focalizemo-nos somente no que os cientistas nos arrogam das suas descobertas e, das suas novas técnicas, que têm basicamente o objectivo de poderem encontrar mais respostas não só para o funcionamento das células cerebrais mas, acima de tudo, para o comportamento das mesmas.
Neste caso, para o controle desse comportamento (ligando e desligando tipos específicos de neurónios no cérebro, controlando com precisão a actividade motora sem a necessidade de se usar qualquer implante de dispositivo cirúrgico).
Activar os neurónios cerebrais profundos é portanto a finalidade deste novo projecto que utiliza por conseguinte novas ferramentas, sendo sem sombra de dúvida o primeiro trabalho que pretende mostrar que a Sonotermogenética - que combina ultra-som (ultrassom) e genética numa nova técnica de estimulação cerebral - pode efectivamente trazer benefícios acrescidos para os pacientes com distúrbios neurológicos como a doença de Parkinson ou Epilepsia.
Este estudo, realizado por uma equipe multidisciplinar da Universidade de Washington, em St. Louis, nos Estados Unidos, desenvolveu aprimoradamente «Uma Nova Técnica» que consiste na estimulação cerebral utilizando nesse processo o ultrassom focalizado; e que, em espécie de «input» e «output», ou seja, com a capacidade de ligar e desligar os específicos tipos de neurónios no cérebro, vai permitir controlar o comportamento.
Em síntese, vai controlar assim e com uma maior precisão a actividade motora do paciente sem a intervenção de qualquer dispositivo cirúrgico, uma vez que, até aqui, tanto na doença de Parkinson como na Epilepsia ou outros distúrbios neurológicos, a taxa verificável de sucesso terapêutico só existia havendo a utilização destes meios - implantes e outros de intervenção mais invasiva.
O estudo foi publicado na revista científica «Brain Stimulation» em 11 de Maio de 2021 com o título «Sonotermogenética para neuromodulação cerebral não-invasiva e específica do tipo celular».
Os seus distintos autores são: Yaohen Yang; Christopher Pham Pacia; Dezhuang Ye; Lifei Zhu; Hongchae Baek; Yimei Yue; Jyniun Yuan; Mark J. Miller; Jianmin Cui; Joseph P. Culver; Michael R. Bruchas e Hong Chen.
Pensar, sentir e agir... (pacotes de informação)
A tudo devemos aos neurónios. Desde que nascemos até que morremos. Com eles e através deles. Como pensamos, sentimos, ou nos movemos e solidificamos a compreensão do que nos rodeia em processo evolutivo de crescimento e envelhecimento.
Constituídos por um corpo celular ou Soma, pelos Dendritos ramificados (que recebem sinais de outros neurónios) e pelo Axónio (que envia sinais para os neurónios circundantes através do terminal axional), o neurónio projecta assim todo o seu potencial de acção em sinais eléctricos e químicos que se espalham do Axónio de um Neurónio para os Dendritos de outro neurónio através de um pequeno espaço chamado de Sinapse. Em geral é isto.
No entanto, Novos Estudos vão eclodindo com maior conhecimento sobre os neurónios e essa sua ligação de comunicação. Temos assim uma nova aferição científica que se chama hoje de «pacotes de informação» e que permitiu aos especialistas a partir dessa descoberta, identificar um Novo Mecanismo de Acoplamento (na ligação entre as redes neuronais), usando para isso gravações intracerebrais humanas.
Este estudo que foi publicado na revista científica «Nature Communications» em Dezembro de 2020 (da responsabilidade do Centro de Neurociências da Universidade de Helsínquia, e da Universidade Aalto, na Finlândia, em colaboração com a Universidade de Glasgow, no Reino Unido, e a Universidade de Génova, em Itália) referia de forma explícita a descoberta de um mecanismo de acoplamento funcional entre neurónios no cérebro humano - e que estes investigadores aludiram poder servir como uma canal de comunicação entre as várias regiões do cérebro.
Segundo os especialistas, as Oscilações Neuronais são uma parte essencial do funcionamento do cérebro humano. Elas regulam a comunicação entre as redes neuronais e o processamento de informações realizado pelo cérebro, estimulando assim os grupos neuronais mas sincronizando também as regiões cerebrais.
De acordo com os investigadores deste estudo, sabe-se que As Oscilações de Alta Frequência - com frequências acima de 100 Hertz - indicam a actividade de pequenas populações neuronais, pelo que até aqui estas oscilações eram consideradas um fenómeno exclusivamente local.
As Descobertas realizadas por este Grande Projecto Europeu constituído por este já referido cluster ou grupo de pesquisa internacional, demonstraram que, as oscilações de alta frequência (acima de 100 Hertz portanto), também são sincronizadas em várias regiões do cérebro.
Esta importante descoberta veio revelar ao mundo que, a comunicação feita num curto período de tempo entre as regiões do cérebro, pode ser determinantemente alcançada por Oscilações de Alta Frequência.
Os Investigadores observaram então que «As Oscilações de Alta Frequência» foram efectivamente sincronizadas entre os vários grupos de neurónios com uma arquitectura semelhante de estruturas cerebrais entre os indivíduos; mas ocorrendo em bandas de frequência individuais.
A realização de uma tarefa visual resultou na Sincronização das Oscilações de Alta Frequência nas regiões cerebrais específicas responsáveis pela execução da tarefa.
Ou seja, estas observações sugeriram aos cientistas que, As Oscilações de Alta Frequência, transmitem dentro do cérebro «pacotes de informações» de um pequeno grupo neuronal para outro.
A Descoberta de Oscilações de Alta Frequência sincronizadas entre as regiões do cérebro é indubitavelmente e, a partir deste estudo de 2020, a primeira vez em que se reconhece a evidência da transmissão e recepção de tais pacotes de informação; tudo isto num contexto muito mais amplo do que as localizações específicas no cérebro.
Esta descoberta também veio ajudar de forma inegável a entender melhor de como, o Cérebro Humano Saudável processa as informações, e de como esse processamento é de facto alterado nas doenças cerebrais ou do foro neurológico.
A todos os cientistas envolvidos, aqui fica desde já a minha mais humilde mas sincera homenagem de apreço e saudação pelos avanços conquistados em benefício da Humanidade!
Outra admirável descoberta que conta com o auxílio e uso das mais avançadas técnicas - microscopia electrónica e ferramentas de processamento de imagem - em estudo pormenorizado, liderado pelo antropólogo forense e director do Laboratório de Osteobiologia Humana da Universidade de Nápoles, em Itália, o digníssimo Pier Paolo Petrone que encontrou esta relíquia vitrificada no início do ano de 2020.
Sonotermogenética: a inovadora técnica
Retornando ao início do texto para de novo se contextualizar também o estudo dos reputados investigadores da Universidade de Washington, em St. Louis, nos EUA, há que mencionar com relevo de que muitas técnicas usadas são de uma importância inexcedível e fundamental para o sucesso de todos estes estudos, de todas estas fabulosas descobertas.
A equipe, liderada por Hong Chen, PhD - professor assistente de engenharia biomédica na McKelvey School of Engineering e de radiação oncológica na School of Medicine (Department of Radiation Oncology) - é a primeira equipe até ao momento a fornecer as mais directas evidências que mostram de facto a activação não-invasiva de neurónios específicos para o tipo de célula no cérebro de um mamífero.
Chegaram a esta conclusão, combinando o efeito de aquecimento induzido por Ultrassom e Genética; algo a que os investigadores envolvidos denominaram de «Sonotermogenética».
É também com enorme garbo, dinâmica e por certo muito entusiasmo que estes investigadores anunciam ser este «O Primeiro Trabalho» a mostrar ao mundo que a combinação «Ultrassom-Genética» pode efectivamente controlar o comportamento de forma robusta, estimulando um alvo preciso e específico nas mais recônditas ou profundas zonas do cérebro.
O estudo recentemente realizado (assim como os resultados obtidos através de longos e certamente árduos três anos de pesquisa), foi generosamente financiado pelo Brain Initiative do National Institutes of Health, tendo sido igualmente publicado online pela Brain Stimulations em 11 de Maio de 2021.
A Equipe de Pesquisa Sénior incluiu especialistas da Escola de Engenharia McKelvey e da Escola de Medicina - incluindo também Jianmin Cui, professor de Engenharia Biomédica; Joseph P. Culver, professor de Radiologia, Física e Engenharia Biomédica; Mark J. Miller, professor associado de Medicina na Divisão de Doenças Infecciosas do Departamento de Medicina; e Michael Bruchas, ex-docente da Universidade de Washington (University of Washington), actualmente professor de Anestesiologia e Farmacologia na Universidade de Washington.
O digno professor Hong Chen explica sucintamente: "O nosso trabalho forneceu as evidências de que a Sonotermogenética evoca respostas comportamentais em camundongos que se movem livremente enquanto alvejam um local profundo do cérebro." E especifica em tom clerical:
"A Sonotermogenética tem o potencial de transformar as nossas abordagens para futuras pesquisas em Neurociência e, descobrir assim, novos métodos para compreender e tratar distúrbios do cérebro humano."
Usando um modelo de camundongo ou pequeno roedor, o professor Chen e a sua valorosa equipe empregaram e inseriram uma construção viral contendo canais de Iões (Íons) TRPV1 para neurónios seleccionados geneticamente.
De seguida, os investigadores induziram uma pequena explosão de calor pelo método de ultrassom focalizado de baixa intensidade para os neurónios seleccionados no cérebro, por meio de um dispositivo vestível. O calor - apenas alguns graus mais quente que a verificável temperatura corporal - activou então o canal iónico TRPV1, que agia como um interruptor para ligar ou desligar os neurónios.
"Podemos mover o dispositivo de Ultrassom usado na cabeça de Ratos que se movem livremente para atingir diferentes locais em todo o cérebro", disse Yaoheng Yang, primeiro autor do artigo e estudante de graduação em Engenharia Biomédica. E aludiu ainda: "Por não ser invasiva, esta técnica tem o potencial de ser ampliada para animais grandes e, potencialmente em futuro próximo, nos seres humanos!"
A Investigação realizada que fomentou este valioso estudo teve por base e, sustentação, todo um laborioso trabalho no laboratório de Jianmin Cui; investigação esta que foi prontamente publicada na revista científica Scientific Reports de 2016.
O professor Cui e a sua equipe descobriram - pela primeira vez! - que o Ultrassom sozinho pode de facto influenciar a actividade do canal iónico, podendo inclusive levar a novas formas ou novas maneiras não-invasivas de controlar a actividade de células específicas.
Neste seu trabalho de intensa pesquisa e estudo eles descobriram também que, o Ultrassom Focalizado, modulava as correntes que fluem através dos canais de iões na estimativa de até 23%, dependendo do canal e da intensidade do estímulo.
Seguindo este trabalho, os investigadores da University of Washington encontraram então cerca de 10 canais de Iões com essa capacidade, sendo todos eles mecanossensíveis, não termossensíveis (em termos conceptuais da Neurofisiologia).
Há que realçar ainda que este trabalho se baseou no conceito de Optogenética, a combinação da expressão direccionada de Canais Iónicos Sensíveis à Luz e, ao fornecimento preciso dessa luz, para para assim se poderem estimular os neurónios nas profundezas do cérebro.
Embora a Optogenética tenha feito aumentar a descoberta de Novos Circuitos Neurais, ela é limitada na profundidade de penetração devido ao espelhamento de luz, requerendo então a implantação cirúrgica de fibras ópticas.
Segundo o professor Chen «A Sonotermogenética tem a promessa de poder atingir qualquer local no cérebro do camundongo (sobre o ensaio experimental realizado que deu azo a este recente estudo), com resolução em escala milimétrica e sem causar qualquer dano ao cérebro.»
Científica Promessa - quiçá futura premissa - para enaltecida e merecidamente existir o enfoque de se desvendar todos os cantos e recantos do nosso cérebro, no que são ou serão alguns dos ímpetos demonstrados por muitos destes notáveis investigadores e cientistas que aliam sempre a vontade de conhecimento às mais avanças técnicas para que, de futuro, se alcance mais em termos neuronais.
Avanços e descobertas que, à semelhança desta inovadora e mui extraordinária Sonotermogenética em tecnologia disruptiva, se revelarão em eficácia e desenvolvimento biotecnológicos no mundo da alta engenharia biomédica para que haja, brevemente, uma taxa de sucesso muito maior no tratamento de doenças neurodegenerativas e outras, que nos causam dor e muita preocupação.
Todos temos um rumo, um alvo a conseguir e uma meta por atingir, sempre o afirmo. Todos temos ou assim deveria de ser, um objectivo por conseguir e uma finalidade por cumprir, ou então apenas seremos meros e exauridos peões de causa nenhuma.
Há que insistir na demanda de nos não deixarmos abater mesmo que hajam recuos, fracassos, parcos êxitos ou rotundos insucessos, seja qual for a actividade em que nos empenhemos ou a missão em que nos debatemos, na Científica Promessa, que todos (ou muitos de nós) terão em si de fazer coexistir ou, inerentemente, persistir na vida.
E essa promessa ninguém faz por nós. Tal como a vida que cada um de nós vive por si só. Compreender isso é compreender o mundo; o cerebral e não só!...
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