Prótese de memória já é realidade para humanos

Cientistas do Wake Forest Baptist Medical Center e da Universidade do Sul da Califórnia (USC) demonstraram a implementação bem-sucedida de um sistema protético que usa padrões de memória da própria pessoa para facilitar a capacidade do cérebro de codificar e recordar a memória.

 

No estudo piloto, publicado no Journal of Neural Engineering, o desempenho da memória de curto prazo dos participantes mostrou uma melhoria de 35 a 37% em relação às medições iniciais, definidas como referência.

 

“Esta é a primeira vez que os cientistas foram capazes de identificar o código do cérebro ou o padrão de memória do próprio paciente e, em essência, ‘escrever’ esse código para fazer a memória existente funcionar melhor, um primeiro passo importante na restauração da perda de memória. “, disse o principal autor do estudo, Robert Hampson Ph.D., professor de fisiologia / farmacologia e neurologia na Wake Forest Baptist.

O estudo se concentrou em melhorar a memória episódica, que é o tipo mais comum de perda de memória em pessoas com doença de Alzheimer, derrame e traumatismo craniano. A memória episódica é uma informação nova e útil por um curto período de tempo, como por exemplo, onde você estacionou seu carro em um determinado dia. Memória de referência são informações que são mantidas e usadas por um longo tempo, como o que é aprendido na escola.

Os pesquisadores trabalharam com pacientes com epilepsia do Wake Forest Baptist, que estavam participando de um procedimento de mapeamento cerebral para diagnóstico, que usava eletrodos cirurgicamente implantados em várias partes do cérebro para identificar a origem das convulsões dos pacientes. Usando o sistema eletrônico de próteses da equipe baseado em um modelo Multi-Entradas Multi-Saídas (MIMO), os pesquisadores influenciaram os padrões de disparo de múltiplos neurônios no hipocampo, uma parte do cérebro envolvida em fazer novas memórias, em oito desses pacientes.

Primeiro, eles registraram os padrões neurais ou “códigos” enquanto os participantes do estudo estavam realizando uma tarefa computadorizada de memória. Foram mostradas imagens simples para os pacientes, como um bloco de cor, e depois de um breve intervalo, onde a tela estava em branco, foram convidados a identificar a imagem original entre quatro ou cinco opções na tela.

A equipe da USC, liderada pelos engenheiros biomédicos Theodore Berger, Ph.D., e Dong Song, Ph.D., analisaram as gravações a partir das respostas corretas e sintetizaram um código baseado em MIMO para o correto desempenho da memória. A equipe da Wake Forest Baptist estimulou os cérebros dos pacientes com o código enquanto eles realizavam a tarefa de recordação de imagens. Neste teste, o desempenho da memória episódica dos pacientes mostrou uma melhoria de 37 por cento em relação ao valor de referência.

Em um segundo teste, os participantes visualizaram uma imagem fotográfica altamente distinta, seguida de um pequeno intervalo, e foram solicitados a identificar a foto original entre quatro ou cinco outras opções na tela. Os testes de memória foram repetidos com imagens diferentes, enquanto os padrões neurais foram registrados durante o processo de teste para identificar e fornecer códigos de resposta correta.

Depois de outro longo intervalo, a equipe de Hampson mostrou aos participantes conjuntos de três fotos de cada vez, com fotos originais e novas incluídas nos cenários, e pediu aos pacientes que identificassem as fotos originais, que haviam sido vistas até 75 minutos antes. Quando estimulados com os códigos de resposta correta, os participantes do estudo mostraram uma melhora de 35% na memória em relação aos valores de referência.

“Nós mostramos que poderíamos explorar o conteúdo da própria memória do paciente, reforçá-lo e alimentá-lo de volta ao paciente”, disse Hampson. “Mesmo quando a memória de uma pessoa é prejudicada, é possível identificar os padrões de disparo neural que indicam a formação correta da memória e separá-los dos padrões que estão incorretos. Podemos então alimentar os padrões corretos para ajudar o cérebro do paciente a formar novos memórias, não como um substituto para a função de memória inata, mas como um impulso para isso.
“Até o momento, estamos tentando determinar se podemos melhorar a habilidade de memória que as pessoas ainda têm. No futuro, esperamos poder ajudar as pessoas a guardarem memórias específicas, como onde moram ou como seus netos se parecem, quando a memória geral começar a falhar “.

O presente estudo é baseado em mais de 20 anos de pesquisa pré-clínica em códigos de memória liderados por Sam Deadwyler, Ph.D., professor de fisiologia e farmacologia na Wake Forest Baptist, juntamente com Hampson, Berger e Song. O trabalho pré-clínico aplicou o mesmo tipo de estimulação para restaurar e facilitar a memória em modelos animais usando o sistema MIMO, desenvolvido na USC.

A pesquisa foi financiada pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA).

 

Traduzido de: Wake Forest Baptist Medical Center. “Sistema de memória protética bem sucedido em humanos.” ScienceDaily ScienceDaily, 27 de março de 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180327194350.htm>.