Suponha que você estivesse com depressão ou num estado alterado de humor. Hoje, a alternativa de tratamento seria usar um medicamento que agisse em todo o seu cérebro.

Mas, se em vez disso, os médicos pudessem inserir, de forma precisa, uma pequena quantidade de um medicamento personalizado em um circuito específico de seu cérebro, e com isso melhorar o seu estado?

Isso é exatamente o que os pesquisadores da Universidade de Duke têm pesquisado e testado em ratos. Animais submetidos ao estresse, que demonstravam estar deprimidos ou ansiosos, tiveram seus comportamentos reestabelecidos num nível relativamente normal.

Esses são os resultados publicados na edição de Julho da Neuron e antecipados pela KurzweilAI.

Os pesquisadores tinham como meta definir falhas específicas nos circuitos neurais e, em seguida, usar uma droga para corrigi-los.

Identificando os neurônios-chave no córtex pré-frontal

O trabalho começou com os pesquisadores determinando como o córtex pré-frontal é usado como marca-passo para o sistema límbico, o qual controla as emoções e os impulsos básicos.

Para regular o humor, o córtex pré-frontal coordena as ações da amígdala, a qual rege as respostas ao estresse, e também a área tegmental ventral, a qual desempenha um papel no circuito de recompensa do cérebro.

Para sondar a relação entre os circuitos do córtex pré-frontal (PFC), disfunções da rede límbica, e comportamentos relacionados à depressão, os pesquisadores implantaram em ratos, eletrodos no PFC e em três regiões do cérebro implicadas em transtornos depressivos: núcleo accumbens (NAC), amígdala (AMY), e área tegmental ventral (VTA). Mostrado abaixo: representativas locais de campo potenciais vestígios de sinais neurais. As oscilações PFC (azuis) tendem a preceder as oscilações AMY (vermelho). (Crédito: Rainbo Hultman et al./Neuron)

Kafui Dzirasa, professor assistente de psiquiatria e de ciências comportamentais e neurobiologia, explicou que sua equipe começou colocando, de forma precisa, matrizes de 32 eletrodos em quatro áreas do cérebro dos ratos (veja a ilustração acima).

Em seguida, eles registraram a atividade cerebral à medida que estes ratos eram submetidos a uma situação estressante.

Os ratinhos foram repetidamente expostos a animais maiores e agressivos durante 10 a 15 dias consecutivos. No final deste protocolo, eles apresentavam múltiplos endofenótipos depressivos, como disfunção hedônica, desregulação do ritmo circadiano, ansiedade e retardo psicomotor.

Isso permitiu aos pesquisadores observar a atividade entre o córtex pré-frontal e as três áreas do sistema límbico que estão majoritariamente implicadas na depressão.

Para interpretar estes dados complexos provenientes dos eletrodos, a equipe usou algoritmos de aprendizado de máquina (machine learning) – identificando quais partes destes dados pareciam ser o sinal de controle entre o córtex pré-frontal e o sistema límbico. Depois, eles se concentraram nos neurônios individuais envolvidos nesse sinal cortical e seu circuito correspondente.

Injetando a medicação

Os pesquisadores então aplicaram moléculas modificadas chamadas DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drug), desenvolvidas pela Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill pelo farmacologista Bryan Roth, em quantidades muito pequenas (0,5 microlitros). Uma droga que se liga apenas a essas DREADD é então administrada, dando aos pesquisadores o controle sobre o circuito.

Eles descobriram que a estimulação direta da amígdala PFC dos circuito neurais com as DREADDs normalizavam a sincronização límbica nos animais submetidos ao estresse, restaurando o comportamento normal.

Os pesquisadores sugerem que suas descobertas demonstram uma abordagem interdisciplinar que pode ser usada para identificar alterações em larga escala subjacentes às patologias emocionais complexas, com o objetivo de desenvolver intervenções específicas.

O trabalho tem sido bastante elogiado. Helen Mayberg, professora de psiquiatria, neurologia e radiologia na Universidade de Emory, disse que o incrível deste trabalho é que eles estão usando diferentes abordagens para explorar um circuito que é relevante para uma série de distúrbios.

“Estes circuitos subcorticais são os reguladores-chave da nossa vida emocional.” – Helen Mayberg

Helen, que não está envolvida nessa pesquisa, é pioneira na estimulação cerebral profunda em área muito específicas do córtex pré-frontal humano para tratamento de Transtornos de Humor. Ela adverte que o cérebro de um rato é diferente do cérebro humano e para avaliar qualquer coisa como o “humor” desse animal, só se pode inferir a partir dos seus comportamentos.

Este trabalho teve o apoio financeiro do Instituto Nacional de Saúde Mental e de um prêmio do Instituto Duke de Ciências do Cérebro.

Crédito da imagem: Maryville College