Saúde

Novo capacete de ultrassom permite estimulação cerebral profunda em pessoas sem cirurgia
Um dispositivo de ultrassom que pode estimular precisamente áreas profundas do cérebro sem cirurgia foi desenvolvido por pesquisadores da UCL e do Departamento Nuffield de Neurociências Clínicas de Oxford, abrindo novas possibilidades...
Por Oxford - 11/09/2025


Ilustração das vias cerebrais - Crédito: Getty


Um dispositivo de ultrassom que pode estimular precisamente áreas profundas do cérebro sem cirurgia foi desenvolvido por pesquisadores da UCL e do Departamento Nuffield de Neurociências Clínicas da Universidade de Oxford , abrindo novas possibilidades para pesquisa neurológica e tratamento de distúrbios como doença de Parkinson e depressão.

Os cientistas há muito tempo buscam uma maneira de modular a função cerebral, o que poderia melhorar nossa compreensão de como o cérebro funciona e ajudar a tratar doenças neurológicas, usando métodos não invasivos que não envolvem cirurgia.

Uma tecnologia que pode ajudar é a estimulação ultrassônica transcraniana (UST), que foi descoberta recentemente como capaz de modular a atividade dos neurônios (as principais células de comunicação do cérebro) ao fornecer pulsos mecânicos suaves que influenciam como essas células enviam sinais.

Mas, até o momento, os sistemas atuais têm tido dificuldade em alcançar áreas mais profundas do cérebro com precisão suficiente para atingir estruturas cerebrais específicas. Os sistemas convencionais de UST frequentemente afetam regiões mais amplas do que o pretendido, limitando sua utilidade para neuromodulação direcionada.

O estudo, publicado na Nature Communications , apresenta um novo dispositivo de ultrassom capaz de influenciar regiões profundas do cérebro sem cirurgia pela primeira vez, atingindo áreas cerca de 1.000 vezes menores do que os dispositivos de ultrassom convencionais podem identificar e 30 vezes menores do que os dispositivos anteriores de ultrassom profundo do cérebro.

A nova tecnologia conta com 256 elementos configurados dentro de um capacete especial para enviar feixes de ultrassom focalizados para partes específicas do cérebro, a fim de aumentar ou diminuir a atividade neuronal. Inclui também uma máscara facial de plástico macio que ajuda a direcionar as ondas de ultrassom com mais precisão, mantendo a cabeça imóvel.

A equipe de pesquisa demonstrou as capacidades do sistema em sete voluntários humanos, direcionando a ação para uma parte do tálamo, uma pequena estrutura no centro do cérebro que ajuda a transmitir informações sensoriais e motoras, chamada núcleo geniculado lateral (NGL). O NGL está envolvido no processamento de informações visuais.

No primeiro experimento, os participantes observaram um tabuleiro de xadrez piscante, que enviava sinais ao cérebro através dos olhos. Durante a estimulação com o dispositivo de ultrassom, uma ressonância magnética funcional (RMF) mostrou um aumento significativo na atividade do córtex visual dos participantes, confirmando o direcionamento preciso do LGN.

Um segundo experimento revelou reduções sustentadas na atividade do córtex visual por pelo menos 40 minutos após a estimulação ultrassônica, destacando o potencial do sistema para induzir mudanças duradouras na função cerebral.

Embora os participantes não tenham percebido conscientemente nenhuma mudança no que viam durante os experimentos, as imagens cerebrais revelaram mudanças significativas e duradouras na atividade neural. O objetivo final é aproveitar esses efeitos para produzir resultados clinicamente benéficos, como a interrupção dos tremores nas mãos.

O professor Bradley Treeby, autor sênior do estudo da Faculdade de Física Médica e Engenharia Biomédica da UCL, afirmou: "Este avanço abre oportunidades tanto para a pesquisa em neurociência quanto para o tratamento clínico. Pela primeira vez, os cientistas podem estudar de forma não invasiva relações causais em circuitos cerebrais profundos que antes só eram acessíveis por meio de cirurgia."

'Clinicamente, essa nova tecnologia pode transformar o tratamento de distúrbios neurológicos e psiquiátricos, como doença de Parkinson, depressão e tremor essencial, oferecendo precisão sem precedentes no direcionamento de circuitos cerebrais específicos que desempenham papéis importantes nessas condições.

'A capacidade de modular precisamente estruturas cerebrais profundas sem cirurgia representa uma mudança de paradigma na neurociência, oferecendo um método seguro, reversível e repetível para entender a função cerebral e desenvolver terapias direcionadas.'


Além de suas aplicações em pesquisa, o sistema pode abrir caminho para novas intervenções clínicas. A estimulação cerebral profunda (ECP), atualmente usada para tratar condições como a doença de Parkinson, requer cirurgia invasiva e apresenta riscos associados. O novo sistema de ultrassom oferece uma alternativa não invasiva com precisão comparável, permitindo que os médicos testem áreas do cérebro que podem ser usadas para tratar doenças antes da cirurgia ou até mesmo substituir completamente as abordagens cirúrgicas.

A Dra. Ioana Grigoras , primeira autora do estudo do Departamento Nuffield de Neurociências Clínicas da Universidade de Oxford, afirmou: "Este novo dispositivo de estimulação cerebral representa um avanço em nossa capacidade de atingir com precisão estruturas cerebrais profundas que antes eram impossíveis de alcançar de forma não invasiva. Estamos particularmente entusiasmados com suas potenciais aplicações clínicas para distúrbios neurológicos como a doença de Parkinson, onde regiões cerebrais profundas são especialmente afetadas."

Reconhecendo esse potencial clínico, vários membros da equipe de pesquisa fundaram recentemente a NeuroHarmonics, uma empresa spin-off da UCL que desenvolve uma versão portátil e vestível do sistema. A empresa visa tornar a terapia cerebral profunda precisa e não invasiva acessível tanto para tratamento clínico quanto para aplicações terapêuticas mais amplas.

A Dra. Eleanor Martin, primeira autora do estudo, do curso de Física Médica e Engenharia Biomédica da UCL, afirmou: "Projetamos o sistema para ser compatível com fMRI simultânea, permitindo-nos monitorar os efeitos da estimulação em tempo real. Isso abre possibilidades promissoras para neuromodulação em circuito fechado e terapias personalizadas."

Os pesquisadores enfatizam que mais estudos são necessários para compreender completamente os mecanismos subjacentes à neuromodulação induzida por UST. No entanto, os resultados representam um marco significativo no desenvolvimento de tecnologias de estimulação cerebral seguras, eficazes e direcionadas.


O estudo foi apoiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC), Wellcome e pelo Centro de Pesquisa Biomédica Oxford Health do NIHR.

O artigo completo, ' Sistema de ultrassom para neuromodulação precisa de circuitos cerebrais profundos humanos ', foi publicado na Nature Communications

 

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