Pesquisadores identificaram que uma pausa prolongada na atividade dos neurônios ocorre momentos antes de uma crise de epilepsia, abrindo caminho para tratamentos preventivos imediatos. O estudo internacional publicado no periódico Scientific Reports demonstra que a aplicação de um estímulo elétrico durante essa janela de calmaria reduz a duração das convulsões em até 93% em modelos computacionais acoplados a dados de pacientes.

O intervalo sem disparos, chamado de silêncio neuronal, manifesta-se entre 40 e 160 milissegundos antes do início dos sintomas clínicos e das descargas desordenadas no cérebro. “O silêncio neuronal antecede de 40 a 160 milissegundos uma crise epiléptica. É um tempo curto, mas suficiente para interferir de forma automatizada, disparando um estímulo elétrico antes do início da crise”, afirmou Fernando da Silva Borges, pesquisador colaborador da Universidade Federal do ABC (UFABC), pós-doutorando da Universidade Estadual de Nova York e coautor do artigo científico intitulado “Neuronal silence as a predictive biomarker and target for epileptic seizures suppression”.

Atuação direta sobre 1% dos neurônios cerebrais

A intervenção elétrica preventiva age de forma direcionada no tecido cerebral para barrar o descontrole das descargas elétricas. De acordo com as análises, a corrente precisa atingir apenas 1% dos neurônios responsáveis pela excitação cerebral para encurtar significativamente o episódio convulsivo. O choque rápido reativa essas células e impede que as concentrações de potássio atinjam limites prejudiciais, evitando a desestabilização fisiológica que desencadeia as contrações corporais involuntárias.

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Os pesquisadores esclareceram a relação entre a atividade iônica e o comportamento das redes nervosas. “Esse silenciamento dos neurônios já havia sido observado em outros estudos, mas pudemos confirmá-lo tanto em pacientes quanto em modelos computacionais. A partir disso, conseguimos entender como a dinâmica lenta dos canais de potássio está ligada à sincronização neuronal exacerbada e descrever a atividade elétrica dos neurônios antes e durante as crises. Com isso, foi possível explicar como o padrão neural se forma e propor sua utilização como biomarcador confiável para prever convulsões”, declarou Fernando da Silva Borges.

O trabalho teve Diogo Leonai Marques de Souza, da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), como autor principal. A cooperação envolveu ainda cientistas da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual de Nova York (SUNY), com recursos repassados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pelos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH).

Números e parâmetros da pesquisa sobre epilepsia

• 40 a 160 milissegundos é a duração do silêncio neuronal antes do início da crise epiléptica.
• Até 93% de redução na duração das convulsões foi obtida nos ensaios computacionais.
• 1% dos neurônios excitatórios cerebrais precisam receber a estimulação elétrica.
• Cerca de 52 milhões de pessoas vivem com epilepsia no mundo.
• 30% a 40% dos pacientes apresentam resistência ao uso continuado de medicamentos.
• Mais de 30 remédios farmacológicos diferentes estão aprovados no mercado global.

Mudança de paradigma nos aparelhos de neuromodulação

A técnica investigada propõe uma transformação no funcionamento dos aparelhos médicos já existentes no mercado, como o estimulador do nervo vago e os sistemas de circuito fechado. Os aparelhos atuais operam de maneira reativa, aplicando pulsos elétricos somente após registrar a desordem elétrica instalada na rede cerebral do paciente. A nova proposta utiliza o silêncio neuronal como um marcador biológico preditivo, permitindo o acionamento de descargas moduladoras antes que o paciente manifeste a crise física.

A estratégia tem como foco principal o grupo de indivíduos com epilepsia refratária, condição em que os tratamentos convencionais com comprimidos e substâncias químicas não conseguem estancar as convulsões periódicas. A estimulação mecânica por eletrodos colocados na região craniana ou conectados a vias nervosas periféricas funciona como a principal intervenção médica para esses diagnósticos resistentes, diminuindo o risco de danos ao tecido cerebral decorrentes de crises severas frequentes.

“No entanto, atualmente, esses equipamentos só conseguem detectar a crise epiléptica quando ela já começou. Nossa ideia é utilizar esse tipo de dispositivo para detectar o novo biomarcador e aliar isso ao tratamento de neuromodulação, que manda sinais para um nervo que estimula o cérebro antes de a crise ocorrer”, explicou Fernando da Silva Borges. O especialista pontuou o ganho clínico: “O dispositivo interviria, portanto, de forma preventiva e automatizada, utilizando a eletricidade para interromper o processo biológico que leva à crise antes mesmo de ela acontecer. Isso é um grande ganho, pois sabemos que as convulsões podem desencadear diversos tipos de sequelas. Evitar que elas ocorram é extremamente positivo para a saúde e a qualidade de vida dessas pessoas”.

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Próximos passos e testes clínicos em pacientes

A aplicação profilática imediata baseada nesse marcador biológico ainda depende de novas etapas científicas antes da utilização hospitalar de rotina. Os resultados positivos foram alcançados em ambientes de simulações computacionais refinadas a partir de dados fisiológicos humanos, sem a realização de ensaios clínicos com implantes configurados para disparos preditivos de rotina em voluntários. A equipe científica planeja etapas complementares para verificar o comportamento da metodologia em dispositivos adaptados para testes biológicos diretos.