Entendendo a velocidade da comunicação cerebral
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ROCHESTER, Minnesota — Era comum pensar que a velocidade das informações transmitidas entre as regiões do cérebro se estabilizava durante o início da adolescência. Um novo estudo publicado na revista Nature Neuroscience pelos pesquisadores da Mayo Clinic e colegas dos Países Baixos descobriu que a velocidade de transmissão continua a aumentar até o começo da vida adulta.
O melhor entendimento do desenvolvimento do cérebro pode ajudar os médicos a oferecer terapias para tratar ansiedade, depressão e transtorno bipolar, uma vez que essas doenças podem aparecer no final da adolescência e começo da vida a adulta.
“O entendimento fundamental da trajetória de desenvolvimento dos circuitos cerebrais pode ajudar a identificar períodos sensíveis de desenvolvimento nos quais os médicos poderiam oferecer terapias aos seus pacientes,” afirma a Dra. Dora Hermes, engenheira biomédica da Mayo Clinic e autora sênior do estudo.
Chamado de conectoma humano, o sistema estrutural das vias neurais no cérebro ou sistema nervoso se desenvolve conforme a pessoa cresce. Entretanto, ainda não há uma boa descrição sobre a maneira como as mudanças estruturais afetam a velocidade da sinalização neuronal.
“Assim como o tempo de deslocamento de um caminhão depende da estrutura de uma estrada, a velocidade de transmissão dos sinais entre as áreas do cérebro depende da estrutura das vias neurais,” explica a Dra. Hermes. “O conectoma humano amadurece durante o desenvolvimento e envelhecimento, e pode ser afetado pelas doenças. Todos esses processos podem afetar a velocidade do fluxo de informações no cérebro.” No estudo, a Dra. Hermes e seus colegas estimularam pares de eletrodos com um breve pulso elétrico para medir o tempo que o sinal levou para viajar entre as regiões do cérebro em 74 participantes da pesquisa entre idades de 4 e 51 anos. As medidas intracranianas foram feitas em uma pequena população de pacientes que tinham eletrodos implantados para o monitoramento de epilepsia no Centro Médico Universitário de Utrecht, nos Países Baixos.
Os atrasos de resposta nas regiões conectadas do cérebro demonstraram que as velocidades de transmissão no cérebro humano aumentaram ao longo da infância e até o começo da idade adulta. Houve uma estabilização por volta dos 30 e 40 anos.
Os dados da equipe indicaram que as velocidades de transmissão em adultos foram cerca de duas vezes mais rápidas em comparação com aquelas encontradas na infância. As velocidades de transmissão foram mais rápidas em pessoas de 30 ou 40 anos quando comparadas com as dos adolescentes.
A velocidade de transmissão cerebral é medida em milissegundos, uma unidade de tempo igual a um milésimo de segundo. Por exemplo, os pesquisadores mediram a velocidade neuronal de viagem de um sinal entre as regiões frontal e parietal do cérebro de um paciente de 4 anos de idade em 45 milissegundos. Em um paciente de 38 anos de idade, a mesma via foi medida em 20 milissegundos. Em termos comparativos, um piscar de olhos leva de 100 a 400 milissegundos.
Os pesquisadores estão trabalhando para caracterizar a conectividade orientada por estímulo elétrico no cérebro humano. Uma das próximas etapas é entender melhor a maneira como as velocidades de transmissão mudam com as doenças neurológicas. Existe uma colaboração entre os estudiosos, neurocirurgiões pediátricos e neurologistas para entender como as doenças mudam as velocidades de transmissão em comparação com o que estaria considerado dentro da faixa normal para um certo grupo etário.
A pesquisa é subsidiada pelo National Institute of Mental Health dos National Institutes of Health (R01MH122258). Os autores não relataram nenhuma divulgação relevante. Uma lista completa de autores e afiliações pode ser encontrada no artigo da pesquisa.
Para obter mais informações, acesse a revista Discovery's Edge.
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