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Investigando o iTBS: Impacto na Atividade Cerebral

Estudo revela como o iTBS afeta a função cerebral e os níveis de neurotransmissores nos participantes.

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A estimulação cerebral não invasiva é um jeito de estudar como diferentes partes do cérebro se relacionam com nosso comportamento. É uma maneira segura de olhar a função cerebral sem precisar de cirurgia. Cientistas acharam esse método importante para entender o cérebro e para possíveis aplicações médicas.

Uma das técnicas principais usadas nessa área se chama estimulação magnética transcraniana repetitiva, ou RTMS. Essa técnica é bem usada tanto em pesquisas quanto em contextos clínicos, especialmente para problemas de saúde mental, como depressão e transtornos por uso de substâncias. Estudos mostram que a rTMS pode ajudar a mudar como o cérebro funciona ao longo do tempo, o que pode ser bom para tratar certas condições.

O que é rTMS?

A estimulação magnética transcraniana repetitiva envolve enviar pulsações magnéticas para áreas específicas do cérebro. Quando aplicada sobre o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo, ou L-DLPFC, mostrou melhorar funções como memória de trabalho e tomada de decisões. Essa técnica tem sido usada como tratamento para problemas sérios de saúde mental, incluindo depressão maior e dependência.

Uma versão mais nova da rTMS, chamada estimulação intermitente em burst theta (iTBS), também mira o L-DLPFC. A iTBS usa rajadas de pulsações magnéticas que estão sincronizadas com os ritmos naturais do cérebro. Pesquisas indicam que a iTBS é tão eficaz quanto a rTMS tradicional para tratar depressão, e pode até trazer resultados um pouco melhores.

Comparando iTBS e rTMS Tradicional

Quando os pesquisadores estudam os efeitos da iTBS e da rTMS, eles encontram algumas diferenças importantes. A iTBS pode ser aplicada em sessões mais curtas do que a rTMS tradicional, tornando tudo mais prático. A técnica também permite diferentes níveis de intensidade, o que pode levar a vários efeitos na Atividade Cerebral. Alguns estudos sugerem que a força da estimulação pode mudar como ela afeta o cérebro, mas as razões exatas para essas diferenças ainda não são totalmente claras.

Atividade Cerebral e BEN

Para medir como a atividade cerebral muda com essas técnicas de estimulação, os cientistas às vezes usam um método chamado entropia cerebral (BEN). O BEN é uma forma de ver como os padrões de atividade do cérebro mudam em resposta à estimulação. Valores mais altos de BEN podem indicar uma atividade cerebral mais complexa ou variada, enquanto valores mais baixos sugerem um estado mais estável.

Usando o BEN, os pesquisadores podem aprender mais sobre como várias regiões do cérebro trabalham juntas durante tarefas e como elas são afetadas por tratamentos como rTMS e iTBS. Por exemplo, o BEN foi relacionado a funções cognitivas e tem sido usado para estudar condições de saúde mental.

O Efeito da iTBS na Atividade Cerebral

Quando aplicam a iTBS, os pesquisadores observam mudanças no BEN antes e depois da estimulação. Eles descobriram que diferentes padrões de estimulação podem levar a resultados diferentes de BEN. Por exemplo, uma estimulação de baixa intensidade (subthreshold) tende a reduzir o BEN, enquanto uma estimulação de alta intensidade (suprathreshold) geralmente o aumenta.

Isso significa que como a estimulação é aplicada pode mudar o nível de atividade cerebral em áreas específicas, particularmente no estriado, uma região associada a recompensa e motivação.

Neurotransmissores e Estimulação Cerebral

Para entender melhor como a iTBS funciona, os pesquisadores examinam os níveis de neurotransmissores no cérebro. Neurotransmissores são substâncias químicas que ajudam a transmitir os sinais no cérebro. Os principais neurotransmissores incluem dopamina, serotonina e ácido gama-aminobutírico (GABA). Mudanças nessas substâncias influenciam o humor, comportamento e função cognitiva.

Pesquisas indicam que diferentes níveis de intensidade da iTBS levam a mudanças distintas nos níveis de neurotransmissores. Por exemplo, a iTBS de baixa intensidade pode estar relacionada a mudanças na serotonina e GABA, enquanto a de alta intensidade pode estar mais relacionada a níveis de dopamina.

O Design do Estudo

Em um estudo recente, os pesquisadores recrutaram participantes saudáveis para testar como a iTBS afeta a atividade cerebral e os níveis de neurotransmissores. Os participantes passaram por várias sessões onde a atividade cerebral deles foi medida usando ressonância magnética funcional (fMRI). Durante essas sessões, eles receberam iTBS de baixa ou alta intensidade.

Os pesquisadores queriam ver como esses diferentes níveis de estimulação impactavam o BEN e como isso, por sua vez, se relacionava com mudanças nos níveis de neurotransmissores.

Procedimento Experimental

Cada participante fez testes em três dias diferentes. No primeiro dia, forneceram consentimento e foram avaliados. O segundo dia incluiu medir o limiar motor de repouso, que é a quantidade mínima de estimulação necessária para causar uma resposta muscular. Após essa medição, os participantes passaram por scans de fMRI para avaliar sua atividade cerebral em repouso.

Após os scans iniciais, os participantes receberam a iTBS, com intensidade de 90% ou 120% do seu limiar motor de repouso. A ordem desses níveis de estimulação foi alternada para garantir resultados equilibrados. Depois da iTBS, os participantes fizeram outro scan de fMRI para ver como a atividade cerebral deles mudou.

O terceiro dia seguiu um procedimento semelhante, mas com a intensidade da estimulação trocada. Assim, os pesquisadores puderam comparar mudanças na atividade cerebral e correlações de neurotransmissores para cada tipo de estimulação.

Imagem por Ressonância Magnética e Pré-processamento

Para coletar as imagens do cérebro, os pesquisadores usaram uma máquina de MRI avançada. Eles coletaram tanto imagens estruturais, que ajudam a visualizar a anatomia do cérebro, quanto imagens funcionais, que olham a atividade cerebral durante diferentes tarefas.

Várias etapas foram tomadas para garantir que as imagens estivessem claras e precisas. Isso incluiu corrigir qualquer movimento durante os scans e normalizar as imagens para que pudessem ser comparadas entre os participantes. Esse pré-processamento foi crucial para analisar os resultados.

Analisando o BEN

Após coletar os dados de fMRI, os pesquisadores calcularam mapas de BEN para observar como a atividade cerebral mudou após a iTBS. Eles usaram uma ferramenta específica projetada para esse propósito, que permitiu olhar para a complexidade da atividade cerebral em diferentes regiões.

Os achados mostraram que o BEN poderia captar efetivamente os efeitos da iTBS, significando que os pesquisadores podiam ver como a atividade cerebral variava com diferentes intensidades de estimulação.

Análise Estatística dos Resultados

Para avaliar o impacto da iTBS na atividade cerebral, os pesquisadores usaram técnicas estatísticas. Eles compararam os valores de BEN antes e depois da estimulação para ver se houve mudanças significativas com base na intensidade da estimulação. Também olharam como essas mudanças se correlacionavam com os padrões de distribuição de neurotransmissores.

Os resultados indicaram diferenças significativas no BEN com base na intensidade da estimulação e no tempo das medições. Por exemplo, a iTBS de baixa intensidade levou a uma diminuição do BEN em certas regiões do cérebro, enquanto a de alta intensidade o aumentou.

Interpretando os Resultados

A pesquisa sugere que o estriado é particularmente sensível às mudanças induzidas pela iTBS. A estimulação de baixa intensidade parece reduzir o BEN, indicando um estado mais estável de atividade cerebral, enquanto a estimulação de alta intensidade leva a um aumento do BEN, sugerindo maior complexidade e variabilidade na função cerebral.

Além disso, essas mudanças no BEN estavam associadas a padrões específicos de neurotransmissores. Essa relação fornece uma visão de como diferentes intensidades de estimulação podem trazer diferentes efeitos terapêuticos, especialmente para condições como depressão e ansiedade.

Conclusão e Direções Futuras

Essa pesquisa acrescenta conhecimentos valiosos à nossa compreensão de técnicas de estimulação cerebral não invasiva, como a iTBS. Ao destacar como diferentes intensidades de estimulação impactam a atividade cerebral e os níveis de neurotransmissores, o estudo abre novas possibilidades para aplicações terapêuticas.

À medida que os pesquisadores continuam a investigar esses métodos, podem refinar as técnicas para maximizar sua eficácia, potencialmente oferecendo melhores opções de tratamento para pessoas com desafios de saúde mental. Estudos futuros podem explorar os efeitos a longo prazo dessas intervenções e sua eficácia em diversas populações, aprimorando ainda mais nossa compreensão da função cerebral e sua conexão com a saúde mental.

Fonte original

Título: Intermittent theta burst stimulation (iTBS)-induced changes of resting-state brain entropy (BEN)

Resumo: Intermittent theta burst stimulation (iTBS) is a novel protocol of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). While iTBS has shown better therapeutic effects for depression than conventional high-frequency rTMS (HF-rTMS), its underlying neuronal mechanism remains elusive. Brain entropy (BEN), a measure of irregularity of brain activity, has recently emerged as a novel marker of regional brain activity. Our previous studies have shown the sensitivity of BEN to depression and HF-rTMS, suggesting BEN as a sensitive tool for understanding the brain mechanism of iTBS. To assess this possibility, we calculated BEN using resting state fMRI data provided by an open dataset in OpenNeuro. Sixteen healthy participants underwent 600 pulses of iTBS applied over the left dorsolateral prefrontal cortex (L-DLPFC) at two intensities (90% and 120% of individual resting motor threshold (rMT)) on separate days. We assessed the pre-post stimulation BEN difference and its associations with neurotransmitter receptor and transporter binding maps. Our results showed that subthreshold iTBS (90% rMT) decreased striatal BEN, while suprathreshold iTBS (120% rMT) increased striatal BEN. We also found significant differences in the spatial correlation between BEN changes induced by different stimulation intensities and various neurotransmitters. These results suggest that differences in BEN caused by iTBS stimulation intensity may be related to the release of other neurotransmitters. The study underscores the significance of iTBS stimulation intensity and provides a basis for future clinical investigations to identify stimulation intensities with good therapeutic benefits.

Autores: Dong-Hui Song, P.-S. Liu, X.-P. Deng, Y.-Q. Shang, G. Qiu, Z. Wang, H. Zhang

Última atualização: 2024-05-16 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.591015

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.591015.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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