Um sinal cerebral oculto pode revelar Alzheimer muito antes do diagnóstico

“Detectámos um padrão nos sinais eléctricos da actividade cerebral que prevê quais os pacientes com maior probabilidade de desenvolver a doença dentro de dois anos e meio”, disse Stephanie Jones, professora de neurociência afiliada ao Carney Institute for Brain Science de Brown, que co-liderou a investigação. “Ser capaz de observar de forma não invasiva um novo marcador precoce da progressão da doença de Alzheimer no cérebro pela primeira vez é um passo muito emocionante”.

Os resultados foram publicados na revista Imaging Neuroscience.

Rastreamento da atividade cerebral em pessoas com deficiência cognitiva leve

Em colaboração com investigadores da Universidade Complutense de Madrid, em Espanha, a equipa estudou registos de atividade cerebral de 85 pessoas com diagnóstico de comprometimento cognitivo ligeiro. Os pesquisadores acompanharam esses participantes durante vários anos para ver como suas condições mudaram ao longo do tempo.

A atividade cerebral foi registrada usando magnetoencefalografia, ou MEG – um método não invasivo que captura sinais elétricos do cérebro. Durante as gravações, os participantes descansavam tranquilamente e com os olhos fechados.

Uma nova maneira de ver sinais neuronais

As abordagens tradicionais para analisar dados MEG geralmente dependem de sinais médios, que podem confundir detalhes importantes sobre como os neurônios individuais se comportam. Para superar essa limitação, Jones e seus colegas da Brown desenvolveram um método computacional conhecido como Spectral Events Toolbox.

Esta ferramenta divide a atividade cerebral em eventos distintos, revelando quando os sinais ocorrem, com que frequência aparecem, quanto tempo duram e quão fortes são. A Spectral Events Toolbox ganhou ampla adoção e foi citada em mais de 300 estudos acadêmicos.

Sinais cerebrais relacionados à memória revelam diferenças importantes

Usando essa ferramenta, os pesquisadores se concentraram na atividade cerebral na faixa de frequência beta, que tem sido associada a processos de memória e é especialmente relevante na pesquisa do Alzheimer, segundo Jones. Eles compararam os padrões de atividade beta em pessoas com comprometimento cognitivo leve que mais tarde desenvolveram a doença de Alzheimer com aquelas que não o fizeram.

Surgiram diferenças claras. Os participantes que desenvolveram Alzheimer dentro de dois anos e meio mostraram mudanças visíveis na sua atividade beta em comparação com aqueles cuja condição permaneceu estável.

“Dois anos e meio antes do diagnóstico da doença de Alzheimer, os pacientes produziam eventos beta a uma taxa mais baixa, com duração mais curta e com uma potência mais fraca”, disse Danylyna Shpakivska, a primeira autora do estudo, baseada em Madrid. “Até onde sabemos, esta é a primeira vez que os cientistas analisam eventos beta em relação à doença de Alzheimer”.

Por que os biomarcadores baseados no cérebro são importantes

Os biomarcadores atuais encontrados no líquido espinhal ou no sangue podem detectar placas beta-amilóides e emaranhados de tau, proteínas que se acumulam no cérebro e que se acredita causarem os sintomas de Alzheimer. No entanto, estes marcadores não mostram diretamente como as células cerebrais respondem a este dano.

Um biomarcador baseado na própria atividade cerebral oferece uma visão mais direta de como os neurônios funcionam sob esse estresse, disse David Zhou, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Jones em Brown, que liderará a próxima etapa da pesquisa.

Rumo a um diagnóstico mais precoce e melhores tratamentos

Jones acredita que a Spectral Events Toolbox poderia eventualmente ajudar os médicos a identificar a doença de Alzheimer mais cedo, antes que ocorra um declínio cognitivo significativo.

“O sinal que descobrimos pode ajudar na detecção precoce”, disse Jones. “Assim que a nossa descoberta for replicada, os médicos poderão utilizar o nosso kit de ferramentas para diagnóstico precoce e também para verificar se as suas intervenções estão a funcionar”.

A equipe está agora avançando para uma nova fase do projeto, apoiada pelo Prêmio Zimmerman de Inovação em Ciência do Cérebro do Carney Institute.

“Agora que descobrimos características de eventos beta que predizem a progressão da doença de Alzheimer, nosso próximo passo é estudar os mecanismos de geração usando ferramentas de modelagem neural computacional”, disse Jones. “Se pudermos recriar o que está errado no cérebro para gerar esse sinal, então poderemos trabalhar com nossos colaboradores para testar terapêuticas que possam corrigir o problema”.

A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, incluindo a Iniciativa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN), juntamente com o apoio de agências de financiamento na Espanha.