Aprender mais rapidamente através da estimulação magnética transcraniana
Pesquisadores em Bochum examinam o efeito da TMS no cérebro
Padrões de estímulo específicos alteram a atividade de determinadas células nervosas
Press release No.23 - Bochum, 28.01.2011
O que parece ficção científica é realmente possível: graças à estimulação magnética, a atividade de determinadas células nervosas do cérebro pode ser deliberadamente influenciada. O que acontece no cérebro, neste contexto, tem sido pouco claro até agora. Médicos peritos de Bochum, sob a liderança do Prof Dr. Klaus Funke (Departamento de Neurofisiologia) têm mostrado agora que os padrões de estímulos diversos mudou a atividade de diferentes tipos de células neuronais. Além disso, certos padrões de estímulo levou à ratos aprenderem mais facilmente. O conhecimento obtido pode contribuir para a estimulação cerebral ser utilizada com maior proveito no futuro para tratar distúrbios funcionais do cérebro. Os pesquisadores publicaram os estudos na revista Journal of Neuroscience e no European Journal of Neuroscience.
Pulsos magnéticos estimular o cérebro
A estimulação magnética transcraniana (EMT) é um método relativamente novo de estimulação indolor das células nervosas cerebrais. O método, que foi apresentado por Anthony Barker, pela primeira vez em 1985, é baseada no fato de que o córtex, a casca do cérebro localizada logo abaixo do osso do crânio, pode ser estimulada por meio de um campo magnético. TMS é aplicada no diagnóstico, na investigação fundamental e também como uma ferramenta potencial terapêutico. Usado em diagnósticos, um único pulso magnético serve para testar a capacidade das células nervosas relacionada a área do córtex, a fim de avaliar as mudanças de doenças ou após o consumo de medicamentos ou então na seqüência de uma estimulação artificial priori do cérebro. Um único pulso magnético pode servir para testar o envolvimento de uma determinada área do córtex em uma tarefa sensoriais, motoras e cognitivas, pois perturba a sua atividade natural por um curto período, ele "desliga" a região em uma base temporária.
Estímulos repetidos mudança na atividade cerebral
Desde meados da década de 1990, TMS foi utilizado para fazer alterações proposital à capacidade atividade de células nervosas no córtex humano: "Em geral, a atividade das células cai como resultado de uma estimulação de baixa freqüência, ou seja, com um pulso magnético por segundo. Em freqüências mais altas de cinco a 50 pulsos por segundo, tem atividade de "excitar” as células, explicou o Prof Funke. Acima de tudo, os investigadores estão abordando especificamente os efeitos dos padrões de estímulos específicos, como a estimulação chamada teta burst (TBS), em que 50 Hz são repetidas explosões de 5 Hz "Esse ritmo é baseado no ritmo teta naturais de quatro a sete Hertz Que pode ser observada em EEG ", afirma Funke. O efeito é sobretudo dependente de padrões de estímulo busca são prestados de forma contínua (SC, atenuando efeito) ou com interrupções (intermitente, ITBS, Fortalecimento efeito).
Os pontos de contato entre as células são fortalecidos ou enfraquecidos
Desconhece-se, em grande medida como precisamente a atividade das células nervosas é alterada pela estimulação repetida. Supõe-se que os pontos de contato (sinapses) entre as células são fortalecidas (potenciação sináptica) ou enfraqueceu (depressão sináptica), como resultado da estimulação repetida, um processo que, portanto, desempenha papel importante na aprendizagem. Algum tempo atrás, por isso foi mostrado que os efeitos da EMT e aprendizado interagem em seres humanos.
Células corticais Inibitórias podem reagir ao estímulo particularmente Sensível
Os investigadores têm mostrado agora em Bochum, pela primeira vez que uma estimulação do córtex artificial especificamente as alterações da atividade inibitória de determinadas células nervosas em função do protocolo de estímulo utilizado. A interação equilibrada das células nervosas excitatórios e inibitórios é a condição sine qua non para o funcionamento saudável do cérebro. células nervosas especializadas na inibição de outras células nervosas apresentam uma variedade muito maior em termos de forma e atividade celular estrutura do que suas contrapartes excitatório. Entre outras coisas, eles produzem várias proteínas funcionais em seu corpo celular. Em seus estudos, o professor Funke tem se concentrado na análise das proteínas parvalbumin (PV), calbindina-D28k (CB) e calretinina (CR). Eles são formados por várias células inibitórias em função da atividade, com o resultado que a sua quantidade dá informações sobre a atividade das células nervosas em questão.
Padrões de estímulo atuam especificamente em determinadas células
Por exemplo, os exames mostraram que o protocolo de estimulação ativação (ITBS) quase que só aumenta o teor de PV das células, enquanto que a estimulação contínua atenuante atividade (protocolo SC), ou um atenuante igualmente um estímulo Hz, principalmente, reduz a produção CB. formação de CR não foi alterado por qualquer um dos protocolos de estímulo testado. Registro da atividade elétrica das células nervosas confirmou uma mudança na inibição da atividade cortical.
Aprender mais rapidamente após o estímulo
Em um segundo estudo, publicado recentemente no European Journal of Neuroscience, o grupo do professor Funke foi capaz de mostrar que os ratos que se aprende mais rapidamente se eles foram tratados com o protocolo de estímulo ativação (ITBS) antes de cada treino, mas não se o CTBS inibindo protocolo foi utilizado. Foi visto que a formação inicialmente reduzida do parvalbumin proteína (PV) foi aumentado pelo processo de aprendizagem de novo, mas apenas nas áreas do cérebro envolvidas no processo de aprendizagem. Para animais que não estão envolvidos na tarefa de aprendizagem específica, a produção de PV permanecendo reduzida ITBS seguinte. "O tratamento ITBS inicialmente, portanto, aumenta a atividade de determinadas células nervosas inibindo a forma mais geral, com o resultado que as seguintes atividades de aprendizagem podem ser armazenados mais facilmente", conclui o Prof Funke. "Esse processo é chamado de" propagação ". Em uma segunda etapa, o aprendizado restaura a atividade de inibição de produção normal e PV."
Proposta para um tratamento no futuro
A rTMS já está sendo utilizado em ensaios clínicos com sucesso para o tratamento de distúrbios funcionais do cérebro, sobretudo nas depressões graves. Além disso, foi mostrado que, especialmente distúrbios das células nervosas inibidoras desempenham um papel importante nas doenças neuropsiquiátricas como na esquizofrenia. "Sem dúvida, é muito cedo para derivar novas formas de tratamento das desordens funcionais do cérebro a partir dos resultados de nosso estudo, mas o importante contributo para o conhecimento obtido prevê a aplicação, possivelmente, mais específicos do TMS no futuro", é a esperança Professor Funke .
Literatura
Benali, A., Trippe, J., Weiler, E., Mix, A., Petrasch-Parwez, E., Girzalsky, W., Eysel, U.T., Erdmann, R. and Funke, K. (2011) Theta-burst transcranial magnetic stimulation alters cortical inhibition. J. Neurosci., in press.
Mix, A., Benali, A., Eysel, U.T., Funke, K. (2010) Continuous and intermittent transcranial magnetic theta burst stimulation modify tactile learning performance and cortical protein expression in the rat differently. In: Eur. J. Neurosci. 32(9):1575-86. doi: 10.1111/j.1460-9568.2010.07425.x. Epub 2010 Oct 18.
Editorial journalist
FURTHER INFORMATION
Prof. Dr. Klaus Funke, Dept. of Neurophysiology, Faculty of Medicine of the Ruhr University, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23944
funke@neurop.rub.de
Top: Brain preparação o córtex frontal de um rato mostrando células nervosas que contêm parvalbumin (cor vermelha) e rodeado por uma rede perineural (cor verde) em animais não tratados.
Embaixo: Depois de tratar os animais com o protocolo ITBS, o parvalbumin desapareceu em grande medida. A rede perineural marcados por um corante verde que as células ainda existem, mas não foram destruídas pela estimulação.
ARTIGO ORIGINAL EM INGLÊS http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2011/pm00023.html
CENTRO BRASILEIRO DE ESTIMULAÇÃO MAGNÉTICA TRANSCRANIANA – CBREMT
São Paulo Brasil 55 (11) 3255 7537
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