Mesmo movimentos simples fazem ondulações no cérebro, segundo estudo

Mesmo um movimento simples, como apertar um botão, envia ondas de atividade por meio de redes de neurônios que se estendem pelo cérebro, mostra uma nova pesquisa da Universidade de Oregon.

A descoberta destaca o quão complexo é o cérebro humano é, desafiando a imagem simplificada dos livros didáticos de diferentes cérebro áreas dedicadas a funções específicas.

“É bem sabido que o córtex motor primário controla movimento produção”, disse Alex Rockhill, um estudante de pós-graduação no laboratório do professor de fisiologia humana Nicki Swann. “Mas há muito mais movimento do que esta área do cérebro.”

Rockhill é o primeiro autor de um novo artigo do laboratório, publicado em dezembro no Revista de Engenharia Neural.

Swann e sua equipe estão estudando redes cerebrais em humanos graças a uma colaboração com médicos e pesquisadores da Oregon Health & Science University. A equipe da OHSU está usando uma técnica chamada EEG intracraniano para determinar onde as convulsões podem começar em pacientes com epilepsia resistente ao tratamento. Eles implantam cirurgicamente uma série de eletrodos no cérebro dos pacientes para identificar com precisão quando e onde uma convulsão está acontecendo e potencialmente remover a área cerebral afetada.

O EEG intracraniano também pode fornecer informações valiosas sobre outras atividade cerebral, também. É uma técnica “padrão ouro”, disse Swann. Mas é algo a que os pesquisadores raramente têm acesso, porque a implantação dos eletrodos é um processo muito intensivo. Os participantes do estudo de Swann concordaram em deixar sua equipe estudar seus cérebros enquanto eles já estão conectados a eletrodos para o estudo das convulsões.

Swann e seus colegas deram aos participantes do estudo uma tarefa simples relacionada ao movimento: apertar um botão. Eles registraram a atividade de milhares de neurônios em todo o cérebro enquanto os participantes realizavam a tarefa. Em seguida, eles testaram se poderiam treinar um computador para identificar se padrões específicos de atividade cerebral foram capturados enquanto o participante estava em repouso ou em movimento.

Em certas áreas do cérebro, os sinais eram óbvios. Essas eram áreas anteriormente ligadas ao movimento, onde a maioria dos neurônios provavelmente está focada nesse comportamento. Mas os pesquisadores também encontraram sinais cerebrais preditivos de movimento em todo o cérebro, inclusive em áreas que não são especificamente dedicadas a ele.

Em muitas partes do cérebro, “podemos prever com precisão maior do que o acaso se esses dados foram durante o movimento ou não durante o movimento”, disse Swann.

“Descobrimos que há um espectro de áreas cerebrais, desde áreas motoras primárias onde você pode decodificar que a pessoa está se movendo 100% do tempo, até outras áreas que podem ser decodificadas 75% do tempo”, acrescentou Rockhill.

Em algumas das áreas que não se especializam em movimento, “alguns dos neurônios podem estar disparando, mas podem ser sobrecarregados por neurônios que não estão relacionados ao movimento”, disse ele.

Suas descobertas complementam um estudo publicado em 2019 na revista Naturezaem que outros pesquisadores mostraram resultados de longo alcance semelhantes redes cerebrais relacionados ao movimento em camundongos.

“Esse artigo mostrou que o movimento está em todo o cérebro, e nosso artigo mostra que isso também é verdade em humanos”, disse Swann.

O fenômeno provavelmente também não se limita ao movimento. Outros sistemas, como a visão e o tato, provavelmente também estão se estendendo por mais partes do cérebro do que se pensava anteriormente.

Agora a equipe está trabalhando no desenvolvimento de novas tarefas que envolvem diferentes tipos de movimento, para ver como eles aparecem no cérebro. E eles planejam continuar aumentando a colaboração com a OHSU, envolvendo mais pesquisadores no projeto e obtendo uma compreensão mais profunda das complexidades do cérebro.

“Há muitas oportunidades agora que temos essa nova colaboração”, disse Swann. “Temos muita sorte de poder coletar dados tão empolgantes trabalhando com a equipe da OHSU e seus pacientes incríveis.”