A Fisioterapia do Futuro

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A Fisioterapia do Futuro

Você está Preparado para a Fisioterapia do Futuro?

Acelerar a fisioterapia com treinamento cerebral estilo Matrix, não está tão longe assim!

Aprender a andar de novo após um acidente traumático não é fácil.

Uma das coisas mais difíceis para pacientes com deficiências motoras é gerar os sinais cerebrais corretos para auxiliar na eficiência da recuperação.

A melhor opção atualmente é a fisioterapia.

Através de trabalho duro e frustração, os pacientes gradualmente reaprendem a sequência de instruções motoras necessárias para se sentar, andar, ficar de pé e correr novamente.

Em essência, eles estão reconstruindo as conexões sinápticas lesionadas no cérebro e na medula espinhal através de aprendizado ativo.

A Fisioterapia do Futuro

Mas e se, ao invés disso, os sinais do cérebro do terapeuta saudável modulassem diretamente o cérebro do paciente, promovendo os padrões elétricos necessários para induzir o aprendizado?

Isso pode parecer uma ideia meio Matrix, bem distante, mas um time liderado pelo Dr. Miguel Nicolelis, da Universidade de Duke, na Califórnia, está mostrando os primeiros indícios de evidência de que a fisioterapia do cérebro para e medula espinhal pode ser possível no futuro.

O time apresentou seus resultados, ainda não publicados, na Conferência Anual da Society for Neuroscience, em 2015, que aconteceu em Chicago.

O estudo foi construído com base no trabalho anterior da equipe em Brainets, em que os cérebros dos animais são conectados através de eletrodos em computadores orgânicos funcionais.

Quando desafiados com uma série de tarefas computacionais e visuais básicas, o Brainet teve melhor desempenho do que cada animal sozinho.

“Nós descobrimos que quando os animais trabalhavam nas mesmas tarefas baseadas em computador, as suas ondas cerebrais se sincronizavam”.

Disse Amol Yadav, um estudante de PhD que conduziu o atual estudo.

“Nós acreditamos que o padrão de ativação neural de um animal, influencia todos os outros”, ele disse.

Dúvida

Isso fez com que Yadav se perguntasse: no mundo real, em um ambiente não virtual, poderia o cérebro de um animal diretamente facilitar a plasticidade no sistema nervoso de outro?

Testando a Hipótese

Para testar essa hipótese, ele se voltou para uma terapia aprovada pela FDA, chamada de estimulação da coluna dorsal, ou “dorsal column stimulation” (DCS), na qual um eletrodo é implantado na medula espinhal do paciente.

DCS necessita de cirurgia, mas não é tão traumática quanto você pode pensar.

Após a implantação, a haste do eletrodo, do tamanho de um dedo mindinho, se alinha de forma segura paralelamente à medula espinhal e recebe sinais de um gerador de pulso externo (um dispositivo pequeno que envia pulsos de eletricidade).

Os pulsos são então rigorosamente entregues para a porção ascendente da medula espinhal, que passa a informação elétrica para o cérebro.

“Ao invés de implantar eletrodos diretamente no cérebro, nós queríamos testar algo que fosse mais aplicável clinicamente”

Explicou Yadav.

DCS é atualmente usada para tratar dor crônica e doença de Parkinson e sabemos que é segura.

Para começar, Yadav implantou eletrodos em um grupo de ratos receptores, e ensinou-os a reconhecer entre dois pulsos diferentes:

  • 100 pulsos disparados rapidamente;
  • Um único pulso.

As duas estimulações diferentes correspondiam a dois comportamentos diferentes: Virar à direita e virar à esquerda, respectivamente.

Após apenas 11 sessões, os ratos conseguiam discriminar os dois sinais com 95% de precisão.

Então veio a parte principal

Yadav colocou um rato codificador em uma caixa com duas câmaras.

Era o trabalho do rato aprender como fazer uma tarefa específica.

Os pesquisadores esperavam imprimir esse aprendizado codificado no cérebro de outro rato comunicando uma gravação da atividade cerebral do rato codificador na coluna espinhal desse rato através de um gerador de pulso DCS.

Para receber um prêmio, o rato codificador tinha que entrar na câmara interna, onde as paredes eram cobertas com pequenas barras de metal que encostavam em seus bigodes enquanto ele explorava.

Em alguns casos, as barras eram mais afastadas – sinalizando para o rato virar para esquerda para uma recompensa – ou mais próximas – sinalizando que ele deveria virar à direita.

A atividade do cérebro do rato codificador foi gravada, enquanto ele circulava por esse quebra-cabeça.

A essas gravações foi dado um valor entre 1 e 101, dependendo de quão frequentemente as barras de metal tocavam o bigode do codificador:

  • Barras mais afastadas (vire à esquerda) geravam valores menores que 50
  • Barras mais próximas (vire à direita) tinham valores maiores que 50.

Esses valores foram alimentados no sistema DCS ligado ao rato receptor e usado para gerar o padrão de pulsos.

Finalmente, o receptor foi colocado na caixa de tarefa, sem as barras de metal, e recebeu a mesma opção de virar à direita ou à esquerda para a recompensa.

Notadamente, o rato receptor só havia sido treinado em dois tipos de pulsos, 1 e 100.

Para que ele soubesse para qual lado virar, seu cérebro teve que interpretar esse novo grupo de pulsos e entender que qualquer coisa abaixo de 50 significava esquerda, enquanto acima significava direita.

Mesmo assim, com doze sessões o rato receptor aprendeu a localizar a recompensa corretamente em 70% das tentativas, simplesmente com as instruções de aprendizado que ele recebeu do rato codificador.

O codificador, por outro lado, teve uma taxa de sucesso de 95%.

“Isso nos diz que o aprendizado real é bagunçado”

Disse Yadav, “Os sinais codificados poderiam incluir também pensamentos não relacionados com a função, então existe uma redução na fidelidade da informação.”

Mas considerando que o receptor nunca havia sido treinado na tarefa, ele acrescentou, uma “taxa de absorção” de 70% é bastante notável.

Na medida em que os ratos aprenderem, o time encontrou adaptações interdependentes em múltiplas regiões cerebrais envolvendo processamento sensorial e motor em ambos os animais.

“Isso realmente sugere para nós que uma plasticidade complexa ocorre no nível da Brainet”, disse Yadav.

Ou seja, a atividade cerebral do primeiro rato realmente reformou as vias cerebrais do segundo rato em algum grau, passando aprendizado físico do cérebro para o gerador de pulso para a coluna espinhal – e então para o cérebro do segundo rato.

O estudo é loucamente fascinante e alude ao que nós podemos ser capazes de alcançar um dia com a fisioterapia cérebro a cérebro.

Mas esse aprendizado estilo Matrix ainda está longe no futuro – o cérebro humano é infinitamente mais complexo do que o cérebro de ratos e, até agora, o método só foi usado em dois ratos saudáveis.

O próximo passo é repetir o experimento utilizando um rato modelo da doença de Parkinson como o animal receptor.

“Nosso objetivo final é demonstrar que os sinais cerebrais de um rato saudável podem modular diretamente a atividade no sistema nervoso de um rato doente”

Disse Yadav. “Mas nós já estamos um passo mais próximos de uma interface terapeuta paciente, onde sinais neurais de um cérebro saudável controlariam a estimulação aplicada na medula espinhal de um paciente.”

Até que isto aconteça, ainda vai levar um tempo… Mas não é mais possível prever quando será.

Mas este artigo foi colocado aqui para chamar sua atenção para a questão de que os avanços tecnológicos estão chegando cada vez mais rápido.

O que antes levava 50 anos para estar incorporado na vida das pessoas, hoje leva muito menos.

O celular desde sua criação em 1973, chegou ao público em 1984, ou seja, apenas 11 anos.

E a partir de agora tudo será cada vez mais rápido.

Então você precisa se preparar para não se tornar um profissional obsoleto e perder o bonde na sua profissão.

O artigo que você leu foi traduzido da Singularity. A Singularity University é uma universidade que foge do comum.

Todos os programas visam capacitar os participantes para aproveitar as tecnologias para melhorar a vida das pessoas. O foco da instituição é transformar pessoas e organizações, munindo-as da habilidades e conhecimentos necessários para o enfrentamento de grandes dilemas globais.

Traduzido de https://singularityhub.com/2015/10/27/speeding-up-physical-therapy-with-matrix-like-brain-training-it-isnt-so-far-fetched/#sm.000000q5a2v7jdegyst5djkliqvu9