Estimulação do nervo vago aumenta a plasticidade do cérebro

O novo tratamento pode ajudar a restaurar a função das vítimas de acidente vascular cerebral.

Nervo de vagus ilustrado no amarelo.

Fonte: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock

A estimulação do nervo vago (VNS) aumenta a neuroplasticidade alvo, ajudando o cérebro a construir conexões neurais mais fortes após um acidente vascular cerebral, de acordo com uma pesquisa pioneira da Universidade do Texas em Dallas. Usando um modelo animal, os pesquisadores demonstraram pela primeira vez que o emparelhamento VNS com uma tarefa de fisioterapia acelera a recuperação das habilidades motoras.

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Os pesquisadores publicaram suas descobertas, “A Estimulação do Nervo Vago Melhora a Plasticidade Estável e a Generalização da Recuperação do Acidente Vascular Cerebral”, na revista Stroke . Um ensaio clínico em humanos com o mesmo tratamento, “Estudo Principal da VNS Durante a Reabilitação Após Acidente Vascular Cerebral (VNS-REHAB)”, está atualmente em andamento em 18 centros de pesquisa nos EUA e no Reino Unido. O objetivo do estudo é avaliar a eficácia da estimulação do nervo vago pareado em ajudar os pacientes com AVC a recuperar as habilidades motoras mais rapidamente.

O que é a estimulação do nervo vago?

Fonte: Alila Medical Media / Shutterstock

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A estimulação do nervo vago é administrada por meio de um pequeno dispositivo implantado cirurgicamente que usa impulsos elétricos de diferentes intensidades e larguras de pulso para ativar o nervo vago. A estimulação elétrica do nervo vago usando VNS é um tratamento aprovado pela FDA para epilepsia resistente a medicamentos e depressão resistente ao tratamento. Um recente estudo humano de prova de conceito também descobriu que a ENV é um tratamento viável para doenças articulares inflamatórias, como a artrite reumatóide.

A súbita perda de fluxo sangüíneo após um derrame cerebral causa a morte de neurônios em qualquer região cerebral afetada por derrame, o que elimina as conexões com outras células nervosas. A perda de habilidades motoras em um braço ou perna após um acidente vascular cerebral é causada por uma perda de conectividade entre as células nervosas do membro com regiões motoras correspondentes do cérebro.

Usando um modelo animal, os pesquisadores da UT Dallas descobriram que breves explosões de VNS fortalecem as vias de comunicação através da construção de conexões celulares mais fortes no cérebro após um acidente vascular cerebral. De fato, seus resultados mostram que o acoplamento de VNS com terapias direcionadas ao movimento aumenta drasticamente o benefício do treinamento de reabilitação após um derrame. E, em estudos com animais, essas melhorias duraram meses após a conclusão da terapia direcionada VNS.

Como os autores deste estudo, liderado por Eric C. Meyers, explicam: “Este estudo fornece a primeira evidência de que a EVN emparelha com treinamento de reabilitação após AVC (1) dobra a recuperação de longa duração em uma tarefa complexa envolvendo supinação da perna anterior, (2) duplica a recuperação em uma tarefa motora simples que não foi emparelhada com VNS e (3) melhora a plasticidade estrutural em redes motoras. ”

Michael Kilgard, diretor associado do Texas Biomedical Device Center e professor de neurociência na Escola de Ciências do Cérebro e Comportamento da UT Dallas, foi co-autor sênior desta pesquisa. Kilgard é o investigador principal do Laboratório de Plasticidade Cortical da UTD. Sua equipe também inclui Seth Hays, pesquisador de pós-doutorado na Escola de Ciências do Cérebro e Comportamento da UT Dallas, especializado em terapia de plasticidade direcionada para aliviar a disfunção motora.

“Nosso experimento foi projetado para fazer essa nova pergunta: depois de um derrame, você precisa reabilitar todas as ações?”, Disse Kilgard em um comunicado. “Se o VNS ajuda você, é apenas ajudar com o movimento exato ou função que você emparelhou com a estimulação? O que descobrimos foi que também melhora as habilidades motoras similares, e que esses resultados foram mantidos meses além da conclusão da terapia pareada por VNS. ”

Os pesquisadores da UT Dallas estão otimistas de que sua pesquisa mais recente sobre a estimulação do nervo vago é um passo crucial para a criação de diretrizes para o uso padronizado de VNS durante a terapia pós-AVC em humanos. “Há muito tempo supomos que a VNS está fazendo novas conexões no cérebro, mas nada era conhecido com certeza”, disse Hays em um comunicado. “Esta é a primeira evidência de que estamos conduzindo mudanças no cérebro em animais após lesão cerebral. É um grande passo em frente para entender como a terapia funciona – essa reorganização que previmos seria a base dos benefícios da VNS. ”

Outro estudo recente da UT Dallas descobriu que a estimulação do nervo vago de intensidade moderada otimizava os efeitos de melhoria da neuroplasticidade e melhoria da memória da EVN com mais eficácia do que a estimulação de baixa ou alta intensidade. Notavelmente, os pesquisadores identificaram que a largura de pulso e a intensidade de corrente ideais eram marcadas por um padrão “U invertido”, no qual VNS muito ou pouco era menos eficaz do que um ponto doce de “Goldilocks” de intensidade moderada. Essas descobertas de 2017 foram publicadas na revista Brain Stimulation .

Estimulação do nervo vago em pares oferece nova esperança para a reabilitação do AVC

Em 2017, os fabricantes de um dispositivo de estimulação do nervo vago lançaram um ensaio clínico randomizado, duplo-cego de reabilitação de VNS para pacientes após um acidente vascular cerebral cerebrovascular. Este estudo, atualmente em andamento, incluirá até 120 indivíduos em 18 locais clínicos nos EUA e no Reino Unido. A data estimada para conclusão das pesquisas preliminares para este ensaio clínico é 30 de junho de 2019.

A Ohio State University é uma das instituições participantes do ensaio clínico emparelhado VNS. Marcie Bockbrader, do Wexner Medical Center da OSU, é a principal pesquisadora do estudo.

Em um recente comunicado à imprensa, Bockbrader disse: “Esta estimulação nervosa é como ligar um interruptor, tornando o cérebro do paciente mais receptivo à terapia. O objetivo é ver se podemos melhorar a recuperação motora em pessoas que têm, na verdade, um marcapasso cerebral implantado em seu corpo. A idéia é combinar esse ritmo cerebral com a reabilitação normal, e ver se os pacientes que passaram por todas as outras terapias habituais após um derrame podem ficar ainda melhores ”.

Abaixo está um vídeo do YouTube de Marcie Bockbrader e colegas em seu laboratório de terapia VNS juntamente com um paciente descrevendo seu processo de reabilitação acidente vascular cerebral:

Para este ensaio clínico, cada participante do estudo recebe três sessões de uma hora de fisioterapia intensiva por semana durante um total de seis semanas. O objetivo é melhorar a função do braço motor específico da tarefa. Metade do grupo que participou neste ensaio clínico tinha um dispositivo de estimulação do nervo vago implantado cirurgicamente; a outra metade servirá como um grupo de controle.

Durante cada sessão de terapia de reabilitação, sempre que um paciente executa corretamente uma habilidade motora particular, o terapeuta aperta um botão para acionar uma largura de pulso ideal e intensidade de corrente da estimulação do nervo vago. A hipótese é que, se movimentos precisos e precisos forem reforçados positivamente por um breve surto de SVN durante um processo de aprendizagem por tentativa e erro, essas ações se tornarão “mais conectadas” ao cérebro mais rapidamente.

“Estamos tentando ver se esse neuroestimulador poderia ser usado para impulsionar a terapia eficaz, criando uma espécie de” terapia supercarregada “. Queremos determinar se os pacientes podem se recuperar mais rapidamente com o uso dessa estimulação ”, concluiu Bockbrader.

Referências

Eric C. Meyers, Bleyda R. Solorzano, Justin James, Patrick D. Ganzer, Elaine S. Lai, Robert L. Rennaker, Michael P. Kilgard, Seth A. Hays. “Estimulação do nervo vago melhora a plasticidade estável e a generalização da recuperação do derrame cerebral.” Stroke (Publicado pela primeira vez em 25 de janeiro de 2018) DOI: 10.1161 / STROKEAHA.117.019202

Kristofer W. Loerwald, Michael S. Borland, Robert L. Rennaker II, Seth A. Hays, Michael P. Kilgard. “A Interação da Largura do Pulso e Intensidade Atual na Extensão da Plasticidade Cortical Evocada pela Estimulação do Nervo Vago.” Estimulação Cerebral (Primeira publicação online em 15 de novembro de 2017) DOI: 10.1016 / j.brs.2017.11.007