Como os humanos controlam seus corpos e o que isso significa para o risco de doenças de Parkinson?

Como os humanos se movem é uma questão em aberto, de acordo com Mark Latash, professor ilustre de cinesiologia da Penn State.

As investigações continuam sobre como o sistema nervoso gera movimentos significativos, mas suas décadas de pesquisa sobre controle motor – as maneiras pelas quais o corpo e o sistema nervoso interagem entre si e com o meio ambiente para produzir movimento – levaram a informações sobre como as pessoas controlam suas ações e como os testes simples podem prever futuros problemas neurológicos.

Sayan Deep De, Doutorado Candidato em Cinesiologia, colaborou com Latash em muitos estudos, incluindo um exame recente de como o sistema nervoso controla a força produzida pela mão.

Latash e DE discutiram recentemente o movimento humano e como as medidas do controle motor poderia ajudar a prever o risco de uma pessoa para a doença de Parkinson.

Como os humanos controlam seus corpos?

Latash: Essa é uma grande questão, e há muito que permanece desconhecido, que é uma das razões pelas quais o controle motor existe como um campo de estudo.

As pessoas produzem movimentos sem necessariamente pensar em sua progressão exata. Enquanto o movimento prosseguir de maneira satisfatória, não há razão para monitorar e corrigi -lo, apesar de pequenas alterações frequentes nas forças externas e nos estados do corpo. Essas pequenas mudanças são tratadas “automaticamente” e garantem sucesso dentro de faixas aceitáveis ​​de forças, coordenadas, velocidades e outras variáveis ​​mecânicas importantes.

DE: Todos nós iniciamos nossos movimentos sem uma clara e 100% de certeza do que eles causarão. Por exemplo, quando você está caminhando, seus passos não precisam ter um comprimento específico, e seu cérebro não precisa recalcular as forças musculares em cada etapa com base em cada seixa no caminho.

Isso seria muito lento e aceitaria muitos recursos cognitivos, mas o sistema nervoso central muda os parâmetros dos músculos, articulações e todo o corpo para realizar com sucesso muitas tarefas – neste exemplo, caminhando.

O sistema nervoso central permite que seu corpo seja dinamicamente estável. É construído para se ajustar automaticamente a pequenos distúrbios de dentro ou fora do corpo – coisas como mudanças na atividade de linha de base das células neurais, hormônios, terrenos ou vento.

O estudo de De e Latash é publicado na revista Neurociência.

Como a maneira como controlamos nosso corpo muda com uma condição como a doença de Parkinson?

LATASH: A doença de Parkinson está associada à morte progressiva de células no cérebro que produz e liberam dopamina, um neurotransmissor. Quando as pessoas são diagnosticadas, o cérebro já está muito comprometido. Como resultado, o corpo perde a estabilidade dinâmica dos movimentos.

DE: Quando você conclui uma tarefa física, raramente trabalha com um músculo ou sistema. Normalmente, essas coisas funcionam juntas em grupos.

Imagine um videogame em que você deve manter uma nave espacial em uma altura alvo enquanto a tela rola. Você controla a altitude da nave espacial pressionando dois botões com o índice e os dedos médios. Você pode pressionar mais com o dedo indicador e mais suave com o dedo médio ou vice -versa. Enquanto a força combinada mantiver a nave espacial na altura do alvo, você estará ganhando o jogo.

Uma pessoa saudável usaria uma ampla gama de opções para manter sua nave espacial no meio da tela. Em outras palavras, se eles aplicaram 40% da força com o dedo indicador e 60% com o dedo médio desta vez, poderão mudar para 70% com o dedo indicador e 30% com o dedo médio e depois mudar novamente para um equilíbrio diferente na próxima vez que jogarem o jogo.

Se eles foram medidos 10 vezes, poderiam ter 10 saldos diferentes – não porque estão escolhendo conscientemente um equilíbrio diferente, mas porque é assim que seu corpo regula a força. Seu sistema nervoso permite uma ampla gama de soluções.

Pesquisas anteriores do grupo do Dr. Latash mostraram que – muitos anos antes de se tornarem sintomáticos – as pessoas com a doença de Parkinson têm um desempenho diferente das pessoas saudáveis ​​em um jogo como esse. Eles tendem a encontrar uma única solução – como um exemplo aleatório, 35% em um dedo e 65% no outro – e usam essa solução de forma consistente. Eles não têm a capacidade de usar soluções flexíveis, o que é um sinal de estabilidade dinâmica.

A nave espacial permaneceria com sucesso na mesma posição para as duas pessoas, mas a maneira como eles mantinham a nave espacial voando seria mais rígida em alguém com doença de Parkinson, e isso seria verdadeiro anos antes de demonstrarem os sintomas que reduzem a qualidade de vida ou normalmente levaram ao diagnóstico.

Como essa diferença poderia ser usada para rastrear a doença de Parkinson?

LATASH: A idade média do diagnóstico para a doença de Parkinson tem 60 anos, mas as pessoas normalmente mostram mudanças na estrutura do cérebro por anos antes de serem diagnosticadas.

Pesquisas anteriores do meu laboratório demonstraram diferenças na gama de soluções que as pessoas nos estágios iniciais do uso de doenças de Parkinson nas tarefas de força, como no cenário de videogame que discutimos.

Com base nesta pesquisa, poderíamos conectar quatro sensores de força à mão de alguém e depois dar a eles tarefas em que eles aplicam uma quantidade específica de força. Isso nos permitiria identificar quais pessoas usam uma pequena gama de soluções. Esses resultados podem servir como um indicador precoce da doença de Parkinson.

Esse teste de sensor de força pode ser realizado em 15 minutos em uma consulta médica de rotina, e o equipamento necessário é muito barato. Pessoas que não demonstraram uma ampla gama de soluções nas tarefas de força podem ser encaminhadas a um especialista neurológico que poderia começar a avaliá -las para as condições de Parkinson ou outras condições neurodegenerativas.

Qual seria o valor do diagnóstico de Parkinson inicial?

LATASH: O tratamento de Parkinson tenta substituir o neurotransmissor perdido devido à morte neuronal. O problema é que os pacientes podem perder 70% dos neurônios relevantes antes de serem sintomáticos. Mas os medicamentos neuroprotetores existentes podem diminuir bastante a progressão da doença. Como em muitas condições, o diagnóstico precoce é muito útil no gerenciamento de doenças.

Embora o teste que propomos não possa ser usado para o diagnóstico, ele potencialmente ofereceria uma maneira útil de rastrear e identificar indivíduos que podem se beneficiar de uma ressonância magnética ou de outros testes mais sofisticados e caros para um diagnóstico definitivo.

O que vem a seguir para esta pesquisa?

DE: Os idosos têm muitos problemas com o controle do motor, devido a doenças como o de Parkinson ou apenas a progressão do envelhecimento. Compreender como controlamos nosso corpo é o primeiro passo crítico para ajudar as pessoas a envelhecer e apoiar qualquer pessoa com condições que afetem sua mobilidade.

O teste de força nos dedos é apenas um exemplo de uma ampla gama de habilidades motoras finas e brutas que procuramos entender. Para desenvolver tratamentos e diagnosticar problemas, precisamos entender como as coisas funcionam.

Recentemente, publicamos um artigo da minha pesquisa de doutorado que mostrou movimento e produção de força provavelmente são controlados usando diferentes vias neurológicas. Este é mais um passo em direção a uma compreensão mais ampla do controle motor humano. E esse entendimento pode algum dia nos levar a tratamentos para pessoas que perderam a função em qualquer parte do seu corpo.

LATASH: Como o Dr. De disse, as idéias sobre como as pessoas se movem têm enormes implicações para pessoas com deficiências de movimento e para todos à medida que envelhecem. Como outros pesquisadores de controle motor, continuaremos buscando essas descobertas.