Investigando Redes de Controle Inibitório na Doença de Parkinson

Os distúrbios do movimento são uma importante causa de incapacidade em todo o mundo. Nos Estados Unidos, estima-se que mais de 4 milhões de pessoas sofram de doença de Parkinson (DP), tremor essencial (ET) e distonia, alguns dos distúrbios neurológicos mais prevalentes. Destes, a DP é a mais comum e é caracterizada principalmente por tremor, rigidez e bradicinesia. No entanto, muitos pacientes também apresentam características não motoras proeminentes, incluindo depressão e comprometimento cognitivo, com deficiências na velocidade de processamento, memória, atenção e aprendizado. Uma das deficiências cognitivas mais debilitantes é a inibição da resposta (RI), ou a incapacidade de suprimir uma ação habitual. Pacientes com DP têm dificuldade significativa com RI e relatam sua contribuição substancial na limitação de sua qualidade de vida. Embora alguns estudos mostrem que a dopamina pode melhorar esse aspecto da função cognitiva, muitos pacientes permanecem consideravelmente prejudicados.

A IR se manifesta clinicamente de muitas maneiras diferentes e importantes, com redução da flexibilidade mental, troca de tarefas e concentração. A RI também pode contribuir para o comprometimento motor, com disfunção da marcha, quedas e congelamento da marcha. Infelizmente, essas características de DP e RI são menos bem estudadas e carecem de opções de tratamento eficazes, necessitando que novos tratamentos sejam investigados. A estimulação cerebral profunda (DBS), embora seja um tratamento altamente eficaz para manifestações motoras, é essencialmente ineficaz e pode até piorar a cognição, com poucos estudos atualmente investigando como diferentes parâmetros podem melhorar o SNM. Em um esforço para começar a abordar essas características debilitantes da DP, os pesquisadores propõem estudar o IR em pacientes com distúrbios do movimento e correlacionar o movimento e a cognição com a eletrofisiologia neural subjacente antes e durante as tarefas de inibição do movimento e da resposta.

Durante a cirurgia DBS de rotina, o eletrodo estimulante é implantado com o auxílio de registros intraoperatórios no estado de vigília. Essas gravações de rotina permitem que neurologistas e neurocirurgiões observem diretamente o disparo neuronal no cérebro, identificando padrões característicos para delinear estruturas anatômicas. Uma vez colocado, o eletrodo DBS é testado usando parâmetros de estimulação conhecidos por serem clinicamente eficazes para deficiência motora. Isso permite testes intraoperatórios agudos para benefícios terapêuticos e efeitos colaterais, além de fornecer informações sobre como um paciente responderá à terapia quando o eletrodo craniano for conectado à bateria e ligado.

Além dessa gravação e estimulação de rotina, essa configuração também oferece uma oportunidade única para estudar a eletrofisiologia neural, com risco aumentado mínimo. Ao medir a atividade cerebral nas camadas externas (córtex), bem como do próprio eletrodo DBS, enquanto os pacientes executam várias tarefas, é possível correlacionar a função comportamental e a atividade neural. Nosso centro, e vários outros, já possuem paradigmas de pesquisa para atingir esses objetivos, colocando um eletrodo de tira subdural sobre o córtex antes de colocar o eletrodo DBS. Esses eletrodos de tira ficam ao longo da superfície do cérebro e têm sido historicamente usados ​​por várias décadas para realizar o mapeamento de convulsões, geralmente como uma matriz de eletrodos colocados por meio de um orifício de trepanação. Seu uso foi implementado apenas mais recentemente para investigação de circuitos neurais durante a cirurgia DBS, no entanto, sua segurança neste cenário específico está agora bem estabelecida, e sua colocação temporária está sendo realizada atualmente em estudos semelhantes nesta instituição. No entanto, embora estudos anteriores tenham colocado essas tiras em áreas pré-frontais, a grande maioria das pesquisas nessa área é focada em circuitos motores, com colocação sobre o córtex sensório-motor. Para estudar o SNM, serão colocadas tiras sobre o córtex pré-frontal, com gravações feitas durante várias tarefas motoras e cognitivas e durante diferentes padrões de estimulação.