Estimulação cerebral guiada por IA ajuda a memória em lesões cerebrais traumáticas

A lesão cerebral traumática (TCE) incapacitou 1% a 2% da população, e uma das deficiências mais comuns entre os pacientes são os problemas de memória de curto prazo. A estimulação elétrica surgiu como uma ferramenta viável para melhorar a função cerebral em pessoas com outros distúrbios neurológicos.

Agora, um novo estudo na revista Estimulação Cerebral mostra que a estimulação elétrica direcionada em pacientes com lesão cerebral traumática levou a um aumento médio de 19% na recordação de palavras.

Liderada pelo professor de psicologia da Universidade da Pensilvânia, Michael Jacob Kahana, uma equipe de neurocientistas estudou pacientes com TCE com eletrodos implantados, analisou dados neurais enquanto os pacientes estudavam palavras e usou um algoritmo de aprendizado de máquina para prever lapsos de memória momentâneos. Outros autores principais incluíram o professor de psicologia da Wesleyan University, Youssef Ezzyat, e o cientista de pesquisa da Penn, Paul Wanda.

“A última década assistiu a enormes avanços no uso da estimulação cerebral como terapia para vários distúrbios neurológicos e psiquiátricos, incluindo epilepsia, doença de Parkinson e depressão”, diz Kahana. “A perda de memória, no entanto, representa um enorme fardo para a sociedade. Faltam-nos terapias eficazes para os 27 milhões de americanos que sofrem.”

O co-autor do estudo, Ramon Diaz-Arrastia, diretor do Centro de Pesquisa Clínica de Lesões Cerebrais Traumáticas da Penn Medicine, diz que a tecnologia desenvolvida por Kahana e sua equipe oferece “a estimulação certa na hora certa, informada pela fiação do cérebro do indivíduo e que recuperação de memória bem-sucedida do indivíduo.”

Ele diz que as principais causas de TCE são os acidentes automobilísticos, que estão diminuindo, e as quedas, que estão aumentando devido ao envelhecimento da população. As próximas causas mais comuns são agressões e ferimentos na cabeça devido à participação em esportes de contato.

Este novo estudo se baseia no trabalho anterior de Ezzyat, Kahana e seus colaboradores. Publicando suas descobertas em 2017, eles mostraram que a estimulação fornecida quando se espera que a memória falhe pode melhorar a memória, enquanto a estimulação administrada durante períodos de bom funcionamento piora a memória. A estimulação nesse estudo foi de circuito aberto, o que significa que foi aplicada por um computador sem levar em conta o estado do cérebro.

Em um estudo com 25 pacientes com epilepsia publicado no ano seguinte, eles monitoraram a atividade cerebral em tempo real e usaram estimulação em circuito fechado, aplicando pulsos elétricos no córtex temporal lateral esquerdo apenas quando a memória falharia. Eles encontraram uma melhora de 15% na probabilidade de recordar uma palavra de uma lista.

Mas o novo estudo se concentra especificamente em oito pessoas com histórico de TCE moderado a grave, que foram recrutadas de um grupo maior de pacientes submetidos a avaliação neurocirúrgica para epilepsia. Sete dos oito são do sexo masculino, e Diaz-Arrastia diz que 80% das pessoas hospitalizadas por lesão cerebral traumática em geral são do sexo masculino.

Kahana enfatiza a importância de abordar a perda de memória relacionada ao TCE, observando: “Esses pacientes geralmente são relativamente jovens e fisicamente saudáveis, mas enfrentam décadas de memória e função executiva prejudicadas”.

A principal questão dos pesquisadores era se a estimulação poderia melhorar a memória em listas inteiras de palavras quando apenas algumas palavras eram estimuladas, enquanto estudos anteriores consideravam apenas o efeito da estimulação em palavras individuais. Ezzyat diz que esse desenvolvimento é importante porque “isso sugere que uma eventual terapia da vida real poderia fornecer uma melhora mais generalizada da memória – não apenas no momento preciso em que a estimulação é acionada”.

O estudo observa que ainda há mais trabalho antes que esse tipo de estimulação possa ser aplicado em um ambiente terapêutico, e os cientistas precisam estudar as respostas fisiológicas à estimulação para entender melhor os mecanismos neurais por trás do desempenho aprimorado da memória. Diaz-Arrastia diz, “estes ainda são os primeiros dias no campo.”

“Acho que eventualmente o que precisaríamos”, diz ele, “é de um sistema autônomo e implantável, onde você poderia implantar os eletrodos no cérebro de alguém que teve uma lesão cerebral”.