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As descobertas, publicadas na revista revisada por pares eNeurofornecem informações sobre os mecanismos neurais do aprendizado de habilidades motoras que podem ajudar a levar a terapias de estimulação cerebral mais eficazes para pacientes com deficiência motora após um derrame.
“Uma das principais queixas de pacientes com AVC é que eles não conseguem completar a ação de agarrar”, disse Tanuj Gulati, PhD, professor assistente de Neurologia e Ciências Biomédicas do Centro de Ciência Neural e Medicina no Cedars-Sinai e autor sênior e correspondente do estudar. “Muitos pacientes podem alcançar o alvo que desejam com alguma recuperação, mas não conseguem agarrá-lo com precisão. Portanto, estamos procurando entender como o cérebro gera movimento e aprende novas habilidades motoras finas/destrezas para que possamos potencialmente desenvolver novas estratégias de tratamento para reparar essas deficiências”.
Para entender melhor as mudanças no cérebro durante o curso do aprendizado motor, os pesquisadores observaram a atividade fisiológica do cérebro no córtex motor e no cerebelo em ratos enquanto praticavam uma tarefa de alcance hábil.
O córtex motor, que é o principal condutor de todos os movimentos, controla o movimento do braço recrutando uma variedade de alvos no sistema nervoso. Uma projeção fundamental do córtex motor é para o cerebelo, a parte do cérebro que contém mais da metade dos neurônios de todo o corpo.
No entanto, a atividade entre o córtex motor e o cerebelo que surge quando uma habilidade motora fina é aprendida não é amplamente compreendida.
Usando ratos saudáveis, os investigadores registraram a partir do córtex motor e do córtex cerebelar cronicamente enquanto os animais eram treinados por cinco dias para realizar uma tarefa motora fina, onde pegavam uma bolinha de açúcar colocada a uma distância deles. Os ratos tiveram que alcançar e pegar o pellet e recuperá-lo para a conclusão bem-sucedida do teste.
A equipe então comparou a atividade neural desde os primeiros dias de treinamento até os últimos dias para ver o que mudava no cérebro à medida que os roedores ganhavam proficiência na tarefa.
Os pesquisadores descobriram que, à medida que os ratos se tornavam proficientes na tarefa, eles desenvolviam atividade oscilatória síncrona de baixa frequência nas duas áreas registradas que emergiam no córtex motor e nas redes do cerebelo com consolidação de habilidades. Essa atividade também coordenou picos neurais em ambas as regiões para uma execução bem-sucedida da tarefa de alcance para agarrar.
Curiosamente, a equipe não observou o surgimento de atividade oscilatória de baixa frequência nos ratos que não ganharam experiência na tarefa em cinco dias.
“Conseguimos mostrar que essa atividade é um marcador de aprendizado de habilidades”, disse Gulati. “Entender esses mecanismos em um cérebro saudável é um precursor importante para verificar se uma atividade semelhante é enfraquecida no cérebro após um derrame e pode servir como um biomarcador durante a recuperação. Essa atividade pode ser um alvo para abordagens de estimulação elétrica para promover a recuperação motora após derrame.”
Gulati agora está trabalhando para repetir esse trabalho em ratos com derrame para ver se essa atividade coordenada de baixa frequência no córtex motor e no cerebelo torna-se fraca nos animais após um derrame e ressurge quando os ratos recuperam suas habilidades de alcance e preensão.
Outros autores do Cedars-Sinai incluem Pierson Fleischer, PhD; Aamir Abbasi, PhD; André Fealy; Nathan Danielsen; Ramneet Sandhu; e Philip Raj.
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