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Lesões, infecções e doenças inflamatórias que danificam a medula espinhal podem levar a dor intratável e incapacidade. Algum grau de recuperação pode ser possível. A questão é: qual a melhor forma de estimular o recrescimento e a cura dos nervos danificados.
No Vanderbilt University Institute of Imaging Science (VUIIS), cientistas estão se concentrando em uma parte do cérebro e da medula espinhal até então pouco estudada — a substância branca. Suas descobertas podem levar a tratamentos que restauram a atividade nervosa por meio da entrega direcionada de estímulos eletromagnéticos ou medicamentos.
Assim como no cérebro, a medula espinhal é composta por corpos de células nervosas (substância cinzenta), que processam as sensações e controlam os movimentos voluntários, e axônios (substância branca), fibras que conectam as células nervosas e que se projetam para o resto do corpo.
Em um artigo recente publicado no Anais da Academia Nacional de CiênciasAnirban Sengupta, PhD, John Gore, PhD, e seus colegas relatam a detecção de sinais da substância branca na medula espinhal em resposta a um estímulo que são tão robustos quanto os sinais da substância cinzenta.
“Na medula espinhal, o sinal da substância branca é bastante grande e detectável, diferentemente do cérebro, onde ele tem menos amplitude que o sinal da substância cinzenta”, disse Sengupta, instrutor de pesquisa em Radiologia e Ciências Radiológicas no Centro Médico da Universidade Vanderbilt.
“Isso pode ser devido ao maior volume de substância branca na medula espinhal em comparação ao cérebro”, ele acrescentou. Alternativamente, o sinal pode representar “uma demanda intrínseca” no metabolismo dentro da substância branca, refletindo seu papel crítico no suporte à substância cinzenta.
Durante vários anos, Gore, que dirige o VUIIS, e seus colegas usaram imagens de ressonância magnética funcional (fMRI) para detectar sinais dependentes do nível de oxigenação do sangue (BOLD), um marcador-chave da atividade do sistema nervoso, na substância branca.
No ano passado, eles relataram que quando pessoas que tiveram seus cérebros escaneados por fMRI realizam uma tarefa, como mexer os dedos, os sinais BOLD aumentam na substância branca por todo o cérebro.
O estudo atual monitorou mudanças nos sinais BOLD na substância branca da medula espinhal em repouso e em resposta a um estímulo vibrotátil aplicado aos dedos em um modelo animal. Em resposta à estimulação, a atividade da substância branca foi maior em “tratos” de fibras ascendentes que carregam o sinal da espinha para o cérebro.
Este resultado é consistente com a função neurobiológica conhecida da substância branca, observaram os pesquisadores. A substância branca contém células gliais não neuronais que não produzem impulsos elétricos, mas que regulam o fluxo sanguíneo e neurotransmissores, as moléculas de sinalização que transmitem sinais entre as células nervosas.
Ainda há muito a ser aprendido sobre a função da substância branca na medula espinhal. Mas as descobertas desta pesquisa podem ajudar a melhorar a compreensão de doenças que afetam a substância branca na medula espinhal, incluindo esclerose múltipla, disse Sengupta.
“Seremos capazes de ver como a atividade na substância branca muda em diferentes estágios da doença”, disse ele. Os pesquisadores também podem monitorar a eficácia de intervenções terapêuticas, incluindo neuromodulação, na promoção da recuperação após lesão da medula espinhal.
Sengupta, o autor correspondente do artigo, obteve seu doutorado no Instituto Indiano de Tecnologia em Nova Délhi em 2018 e ingressou no corpo docente da Vanderbilt em 2024, após concluir uma bolsa de pós-doutorado na VUIIS.
Gore é Professor Distinto Universitário de Radiologia e Ciências Radiológicas, Engenharia Biomédica, Fisiologia Molecular e Biofísica, e Física e Astronomia. Outros coautores do VUIIS foram Arabinda Mishra, Feng Wang, PhD, e Li Min Chen, MD, PhD.
O estudo foi apoiado pelas bolsas R01NS092961 e R01NS113832 do National Institutes of Health.
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