O cérebro elétrico

A Emissão Magnética Transcraniana (EMT) se baseia no fato de que o cérebro é basicamente um órgão que transmite sinais elétricos de uma célula nervosa para a seguinte.

Quando uma bobina Emissão Magnética Transcraniana é ativada próxima ao couro cabeludo, um campo magnético extremamente potente e rapidamente variável atravessa livremente a pele e os ossos. Embora esse campo atinja uma intensidade de 1,5 tesla -dezenas de milhares de vezes a do campo magnético terrestre -, cada pulso dura menos de um milissegundo. O som de pipocar gerado quando está em funcionamento resulta da passagem da corrente através da bobina isolada.

No cérebro, o campo magnético encontra células nervosas inativas e induz nelas um fluxo de pequenas correntes elétricas. Assim, a energia elétrica nos enrolamentos de fios de cobre (geralmente embalada em uma vareta em forma de remo) é convertida em energia magnética, que é então transformada novamente em corrente elétrica nos neurônios do cérebro.

Ao contrário das técnicas puramente elétricas -a Eletroconvulsoterapia (ECT) e outras, que envolvem a fixação de eletrodos no couro cabeludo ou no cérebro e tecidos nervosos -, a Emissão Magnética Transcraniana cria um campo magnético que penetra o cérebro sem nenhuma interferência ou contato direto.

Essa técnica pode ser considerada uma estimulação elétrica sem eletrodos. Embora nestes casos o magnetismo não interaja com o tecido biológico, a maior parte dos efeitos da Emissão Magnética Transcraniana decorre não diretamente dos campos magnéticos, mas das correntes elétricas que produzem nos neurônios.

Excitação Magnética

A idéia de usar campos eletromagnéticos para alterar as funções neurais remonta pelo menos ao início do século 20. Os psiquiatras Adrian Pollacsek e Berthold Beer, que seguiram os passos de Sigmund Freud em Viena, conseguiram uma patente para tratar depressão e neuroses com um dispositivo eletromagnético que, surpreendentemente, se parecia muito com um aparelho modemo de Emissão Magnética Transcraniana.

A tecnologia Emissão Magnética Transcraniana atual se firmou em 1985, quando Anthony T. Barker, especialista em física médica, e seus colegas da University of Sheffield na Inglaterra criaram um dispositivo eletromagnético focalizado com energia suficiente para gerar correntes na medula espinal. Eles logo perceberam que o equipamento poderia também estimular o próprio cérebro de forma direta e não-invasiva.

Desde então, o campo de pesquisa da Emissão Magnética Transcraniana explodiu. Infelizmente, todos os dispositivos Emissão Magnética Transcraniana são capazes de excitar somente a superfície do córtex cerebral porque a intensidade do campo magnético diminui rapidamente com a distância da bobina (alcance máximo: dois a três centímetros).

Um campo magnético capaz de penetrar sem risco e ativar as estruturas centrais do cérebro continua a ser o Santo Graal da pesquisa da Emissão Magnética Transcraniana, porque oferece a possibilidade de tratar condições difíceis como a doença de Parkinson.

Quando os pesquisadores fazem passar um único pulso magnético pelo córtex cerebral de uma pessoa, ele produz uma contração na mão, braço, rosto ou perna, dependendo de onde a bobina foi colocada. Um pulso dirigido para a parte posterior do cérebro pode gerar um flash luminoso nos olhos. Esses são os efeitos imediatos que um pulso único da Estimulação Magnética Transcraniana pode causar. Campos magnéticos pulsados, emitidos em sucessão rítmica, que os neurocientistas chamam de Estimulação Magnética Transcraniana repetitiva, ou Estimulação Magnética Transcraniana, podem induzir comportamentos que não são percebidos com a utilização da Estimulação Magnética Transcraniana de pulso único.

Esses resultados estão sendo estudados exaustivamente. Durante a estimulação, por curtos períodos, a Estimulação Magnética Transcraniana pode bloquear ou inibir uma função cerebral. A aplicação da Estimulação Magnética Transcraniana repetitiva sobre a área de controle da fala, por exemplo, pode deixar a pessoa temporariamente incapaz de falar.

Os neurocientistas da cognição empregaram a capacidade de nocaute funcional para reexplorar e confirmar nosso conhecimento sobre que parte do cérebro controla as diversas partes do corpo, informações que têm sido colhidas há décadas através do estudo de pacientes que sofreram derrame.

Aprendizagem com campos

Quando células nervosas isoladas são descarregadas repetidamente, podem transformar-se em circuitos ativos. Os pesquisadores descobriram que estimular um neurônio com um sinal elétrico de baixa freqüência pode causar o que eles chamam de depressão a longo prazo (LTD, na sigla em inglês), que diminui a eficiência das conexões intercelulares. A excitação por altas freqüências pode gerar, ao longo do tempo, um efeito oposto, que é conhecido como potenciação em longo prazo (LTP).

Os cientistas acreditam que esses comportamentos, em nível celular, estão envolvidos no aprendizado, na memória e nas alterações dinâmicas cerebrais associadas a redes neurais. A chance de utilizar a estimulação magnética do cérebro para alterar os circuitos cerebrais de modo análogo ao LTD ou LTP entusiasma muitos pesquisadores.

Embora esta noção controvertida permaneça sem solução, vários estudos têm mostrado a inibição ou a excitação de redes de células nervosas que duram até algumas horas depois da aplicação da Estimulação Magnética Transcraniana. As implicações desses resultados poderiam ser enormes.

Se alguém pudesse empregar as técnicas de Estimulação Magnética Transcraniana para alterar o aprendizado e a memória através da reestruturação dos circuitos do cérebro, as possibilidades seriam praticamente infinitas. A Estimulação Magnética Transcraniana pode ser usada em pacientes que sofreram derrame para reeducar as partes intactas restantes do cérebro e para retomar as funções antes executadas pela região danificada. Os circuitos superativos do cérebro, que levam à epilepsia, poderiam ser tranquilizados, diminuindo o número de episódios.

Experimentos recentes realizados no nosso laboratório na Medical University of South Carolina (Musc) e em outros lugares parecem mostrar que a Estimulação Magnética Transcraniana pode aumentar temporariamente o desempenho cognitivo durante, ou até alguns minutos depois da aplicação.

Investigadores do National Institute of Neurological Disorders and Stroke, por exemplo, descobriram que a Estimulação Magnética Transcraniana aplicada ao córtex pré-frontal pode fazer com que as pessoas resolvam quebra-cabeças geométricos mais rapidamente.

A maioria dos pesquisadores que trabalha nessa área estimula o córtex pré-frontal ou o córtex parietal do cérebro das pessoas enquanto elas desempenham uma tarefa. Para controlar possíveis desvios nos testes, os neurocientistas também utilizam bobinas de Estimulação Magnética Transcraniana desativadas.

Nosso laboratório recebe subsídios da Darpa para estudar se pessoas temporariamente privadas do sono, estimuladas com a Estimulação Magnética Transcraniana passam a ter desempenho melhor em menor tempo.

Os resultados preliminares são promissores. Um outro grupo que recebe apoio da Darpa na Columbia University, liderado por Yaakov Stern e Sarah H. Lisanby, está explorando se a Estimulação Magnética Transcraniana pode ser utilizada para treinar pessoas a resolver problemas de diferentes maneiras, simplesmente desviando a atividade neural para uma rede celular alternativa, capaz de suportar melhor o estresse e a privação do sono.