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# Biologia# Neurociência

Estimulação Cerebral Não Invasiva em Crianças com NF1

Estudo investiga como a estimulação cerebral afeta a memória de trabalho em crianças com NF1.

Marta Czime Litwinczuk, S. Garg, S. Williams, J. Green, C. A. Lea-Carnall, N. J. Trujillo-Barreto

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A neurofibromatose 1, geralmente chamada de NF1, é uma doença genética que pode afetar o desenvolvimento do cérebro e dos nervos. Essa condição acontece quando rola uma mudança em um único gene chamado NF1, que ajuda a controlar uma proteína conhecida como neurofibromina. Essa proteína é super importante para gerenciar um sistema no corpo chamado via Ras-MAPK, que é essencial para o crescimento e desenvolvimento celular.

A NF1 afeta cerca de 1 em cada 2.700 nascimentos, e quem tem isso geralmente enfrenta várias dificuldades. Alguns dos problemas físicos comuns incluem diferenças nos ossos e a presença de tumores no cérebro e nos nervos. Além disso, crianças com NF1 costumam não se sair tão bem na escola em comparação com seus irmãos que não têm a condição. Elas podem ter dificuldades em habilidades que envolvem pensamento e atenção, como memória, interações sociais e resolução de problemas.

Memória de Trabalho e NF1

Pesquisas mostraram que crianças com NF1 têm notas mais baixas em tarefas que envolvem memória de trabalho em comparação com indivíduos sem a condição. Memória de trabalho é a capacidade de manter e manipular informações na mente por curtos períodos. Isso é vital para várias atividades diárias, como seguir instruções ou planejar passos para completar uma tarefa.

Um estudo descobriu que pacientes com NF1 demonstram uma memória de trabalho mais fraca, especialmente quando as tarefas exigem mais da memória. Isso significa que eles têm mais dificuldade em gerenciar desafios de memória do que pessoas sem NF1. Exames de imagem do cérebro usando uma técnica especial chamada ressonância magnética funcional (fMRI) revelaram que pessoas com NF1 têm menos atividade em certas partes do cérebro, particularmente áreas conhecidas por gerenciar a memória de trabalho.

Estimulação Cerebral Não Invasiva (NIBS)

Para ajudar a enfrentar esses desafios, os pesquisadores estão explorando uma técnica chamada estimulação cerebral não invasiva (NIBS). Esse método usa correntes elétricas leves para estimular partes do cérebro sem necessidade de cirurgia.

A NIBS mostrou potencial para ajudar a melhorar habilidades cognitivas em crianças com outros transtornos do desenvolvimento, como autismo e TDAH. Um tipo específico de NIBS, chamado estimulação transcraniana de corrente direta anodal (atDCS), tem como alvo regiões específicas do cérebro para aumentar a atividade delas.

Um estudo focado em pacientes com NF1 aplicou atDCS em uma área do cérebro chamada Córtex Pré-frontal Dorsolateral (DlPFC) enquanto os participantes realizavam tarefas de memória. O objetivo era ver se essa estimulação poderia ajudar a melhorar a memória de trabalho deles.

Design do Estudo

Nesse estudo, trinta e um adolescentes com NF1 participaram. Eles receberam ou a estimulação real de atDCS ou uma simulação (placebo) durante duas visitas separadas para garantir que os resultados fossem precisos. Enquanto estavam sentados em um scanner de MRI, eles realizavam uma tarefa de memória chamada tarefa N-back.

O estudo tinha como objetivo ver como o atDCS afeta a atividade cerebral e se poderia melhorar o desempenho na memória de trabalho. Os participantes tinham suas cabeças posicionadas de uma maneira específica, e uma corrente de baixo nível era usada para estimular o dlPFC.

Coleta de Dados

Os pesquisadores tiraram imagens detalhadas dos cérebros dos participantes por meio de exames de MRI antes e depois das sessões de estimulação. Eles também mediram a concentração de uma substância química chamada GABA no cérebro. O GABA é importante porque ajuda a regular a atividade cerebral e pode influenciar o quão bem uma pessoa se sai em tarefas cognitivas.

Eles queriam ver se havia uma relação entre as mudanças na atividade cerebral causadas pelo atDCS e a quantidade de GABA presente. O desempenho dos participantes nas tarefas de memória de trabalho também foi registrado.

Analisando a Atividade Cerebral

O estudo usou um método chamado modelagem causal dinâmica (DCM) para analisar como diferentes áreas do cérebro estavam conectadas e se comunicavam durante as tarefas de memória. Ao comparar dados de antes e depois das sessões de atDCS, os pesquisadores puderam ver se a estimulação alterou a forma como diferentes partes do cérebro trabalhavam juntas.

A pesquisa descobriu que o atDCS teve um impacto notável na comunicação entre o dlPFC e outras regiões do cérebro. Em particular, houve menos conectividade entre o dlPFC e algumas áreas frontais do cérebro, enquanto a conectividade com o globo pálido (uma região envolvida em movimento e controle cognitivo) aumentou. Isso sugere que o atDCS pode ajudar a ajustar a forma como o cérebro gerencia as tarefas de memória de trabalho.

Efeitos nos Níveis de GABA

Os pesquisadores descobriram que o atDCS estava ligado a uma diminuição nos níveis de GABA no dlPFC. Isso indica que a região do cérebro se tornou mais ativa e responsiva após a estimulação. Um nível mais baixo de GABA estava relacionado a uma ativação mais fraca do dlPFC, sugerindo que a estimulação deixou essa área do cérebro mais sensível à informação.

No entanto, mesmo com essas mudanças na conectividade cerebral, o estudo não encontrou melhorias significativas em como os participantes se saíram nas tarefas de memória. Isso significa que, embora a atividade cerebral tenha mudado, as melhorias esperadas na memória de trabalho não apareceram nos resultados.

Implicações para Pesquisas Futuras

Os resultados desse estudo levantam perguntas importantes sobre como o atDCS afeta funções cognitivas em indivíduos com NF1. Embora as mudanças na comunicação entre as áreas do cérebro sugiram um possível mecanismo para melhorar a memória, a falta de melhorias comportamentais indica que mais pesquisas são necessárias.

Estudos futuros poderiam explorar como diferentes tipos de estimulação cerebral, como variar a intensidade e a duração do atDCS, podem levar a melhores resultados cognitivos. Também pode ser valioso examinar como a estimulação afeta aspectos específicos da atenção, como filtrar informações relevantes e focar em tarefas.

Além disso, entender a relação entre neuroquímicos como o GABA e o controle cognitivo na NF1 é essencial. Isso poderia fornecer insights sobre como adaptar melhor as intervenções para indivíduos com NF1 e potencialmente melhorar suas habilidades cognitivas.

Conclusão

O estudo sobre neurofibromatose 1 revela insights importantes sobre como a estimulação cerebral pode impactar a memória de trabalho e a conectividade cerebral. As descobertas sugerem que o atDCS pode ajudar a remodelar a forma como diferentes partes do cérebro se comunicam, especialmente em adolescentes com NF1. No entanto, a falta de mudanças comportamentais significativas destaca a necessidade de mais pesquisas para descobrir como aproveitar essas informações para melhorar a função cognitiva em indivíduos com essa condição. Explorar as conexões entre a atividade cerebral, neuroquímica e desempenho cognitivo pode levar a melhores estratégias de tratamento e, em última análise, melhorar a qualidade de vida das pessoas afetadas pela NF1.

Fonte original

Título: Effects of non-invasive brain stimulation on effective connectivity during working memory task in Neurofibromatosis Type 1 patients

Resumo: This study examined the effects of anodal transcranial direct current stimulation (atDCS) on effective connectivity during a working memory task. Eighteen adolescents with Neurofibromatosis Type 1 (NF1) completed a single{square}blind sham{square}controlled cross{square}over randomised atDCS trial. Dynamic causal modelling was used to estimate the effective connectivity between regions that showed working memory effects from the fMRI. Group-level inferences for between sessions (pre- and post-stimulation) and stimulation type (atDCS and sham) effects were carried out using the parametric empirical Bayes approach. A correlation analysis was performed to relate the estimated effective connectivity parameters of left dlPFC pre-atDCS and post-atDCS to the concentration of gamma-aminobutyric acid (GABA) measured via magnetic resonance spectroscopy (MRS-GABA). Next, correlation analysis was repeated using all working memory performance and all pre-atDCS and post-atDCS connectivity parameters. It was found that atDCS decreased average excitatory connectivity from left dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) to left superior frontal gyrus and increased average excitatory connectivity to left globus pallidus. Further, reduced average intrinsic (inhibitory) connectivity of left dlPFC was associated with lower MRS-GABA. However, none of the connectivity parameters of dlPFC showed any association with performance on a working memory task. These findings suggest that atDCS reorganised connectivity from frontal to fronto-striatal connectivity. As atDCS-related changes were not specific to the effect of working memory, they may have impacted general cognitive control processes. In addition, by reducing MRS-GABA, atDCS might make dlPFC more sensitive and responsive to external stimulation, such as performance of cognitive tasks. Highlights- atDCS was applied to left dlPFC in NF1 patients during working memory - After atDCS, no effect on modulatory connectivity - Evidence for increased N-back average connectivity from dlPFC to globus pallidus - Less dlPFC MRS-GABA was associated with less dlPFC inhibition

Autores: Marta Czime Litwinczuk, S. Garg, S. Williams, J. Green, C. A. Lea-Carnall, N. J. Trujillo-Barreto

Última atualização: 2024-10-18 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.16.618671

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.16.618671.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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