Implante transparente cria janela para o cérebro de skatista

O implante de crânio transparente permite fazer imagens de ultrassom funcional do cérebro de pacientes com ferimentos graves na cabeça.
[Imagem: Todd Patterson]

Janela transparente para o cérebro

Naquele que é o primeiro experimento desse tipo, cientistas da Universidade Sul da Califórnia e do Instituto de Tecnologia da Califórnia projetaram e implantaram uma janela transparente no crânio de um paciente.

A equipe então usou essa "janela para o cérebro" para coletar imagens de ultrassom funcional (fUSI) de alta resolução, mostrando que esta abordagem pode abrir novos caminhos para o monitoramento dos pacientes e para a investigação clínica, bem como para estudos mais amplos sobre o funcionamento do cérebro.

O voluntário para o implante inédito, Jared Hager, de 39 anos, sofreu um traumatismo cranioencefálico devido a um acidente de skate em 2019. Durante uma cirurgia de emergência, metade do crânio de Hager foi removida para aliviar a pressão em seu cérebro, deixando parte de seu cérebro coberta apenas com pele e tecido conjuntivo. Por causa da pandemia, ele teve que esperar mais de dois anos para ter o crânio restaurado com uma prótese.

A equipe testou vários implantes cranianos transparentes em camundongos, descobrindo que uma janela fina feita de polimetilmetacrilato (PMMA) - que se assemelha ao plexiglass - produz os resultados de imagem mais claros com a tecnologia de ultrassom.

"Esta é a primeira vez que alguém aplicou imageamento de ultrassom funcional através de uma substituição do crânio em um ser humano acordado e comportando-se naturalmente realizando uma tarefa," disse o professor Charles Liu. "A capacidade de extrair esse tipo de informação de forma não invasiva através de uma janela é bastante significativa, especialmente porque muitos dos pacientes que necessitam de reparo craniano têm ou irão desenvolver deficiências neurológicas. Além disso, 'janelas' podem ser implantadas cirurgicamente em pacientes com crânios intactos se informações funcionais puderem ajudar no diagnóstico e tratamento."

Implante experimental

O imageamento funcional do cérebro, que recolhe dados sobre a atividade cerebral medindo alterações no fluxo sanguíneo ou impulsos elétricos, pode oferecer informações importantes sobre como o cérebro funciona, tanto em pessoas saudáveis como naquelas com condições neurológicas.

Mas os métodos atuais, como a ressonância magnética funcional (fMRI) e a eletroencefalografia intracraniana (EEG), deixam muitas questões sem resposta. Os desafios incluem baixa resolução, falta de portabilidade ou necessidade de cirurgia cerebral invasiva. A janela transparente poderá eventualmente oferecer uma alternativa mais sensível e mais precisa.

"Se pudermos extrair informações funcionais através do implante craniano de um paciente, isso poderá nos permitir fornecer tratamento de forma mais segura e proativa, inclusive para pacientes com traumatismo craniano que sofrem de epilepsia, demência ou problemas psiquiátricos," disse Liu.

Até que a nova tecnologia passe por testes clínicos, o implante transparente continuará como um aparato experimental. Entretanto, a equipe já está trabalhando para melhorar os seus protocolos, para melhorar ainda mais a resolução das imagens. Pesquisas futuras também devem se basear neste estudo inicial de prova de conceito, testando mais participantes para estabelecer melhor a ligação entre os dados obtidos e funções cerebrais específicas.

"O que as nossas descobertas mostram é que podemos extrair informações funcionais úteis com este método," disse Liu. "O próximo passo é: Quais informações funcionais específicas queremos e para que podemos usá-las?"