Estimular o tronco cerebral pode tornar os implantes cocleares mais eficazes

Mais de 50 anos após a invenção dos implantes cocleares, os pesquisadores podem estar mais perto de entender por que os dispositivos não promovem a audição em todos os surdos ou deficientes auditivos.

Um estudo em ratos sugere que a atividade dos neurônios em parte do cérebro influencia a forma como os animais respondem aos sons após a instalação de um implante.

No estudo, publicado na revista Nature, a estimulação artificial do locus cerúleo no tronco cerebral dos animais melhorou rapidamente sua capacidade de responder ao som após um implante coclear.

Os implantes cocleares são compostos de duas partes. Uma é usada como um aparelho auditivo ou presa à roupa, enquanto a segunda é implantada no osso da cóclea no ouvido interno. Aqui ela transforma sons em sinais elétricos que estimulam o nervo auditivo, proporcionando a sensação de audição.

Para algumas pessoas, os implantes cocleares são eficazes quase imediatamente, enquanto em outras isso pode levar semanas ou até anos.

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Para entender melhor por que essas respostas variadas ocorrem, Erin Glennon, da Escola de Medicina da Universidade de Nova York, e seus colegas implantaram implantes cocleares em 16 ratos com surdez induzida.

Os pesquisadores então monitoraram a atividade dos neurônios em uma estrutura do tronco cerebral dos ratos chamada locus coeruleus, ou locus cerúleo (LC).

“Esta área do cérebro é a principal fonte de noradrenalina”, diz Robert Froemke, da NYU Langone Health. “A atividade do LC e a liberação de noradrenalina parecem agir como um despertador do cérebro, aumentando a excitação e ajudando-nos a prestar atenção ao mundo ao nosso redor”.

Os ratos tiveram respostas variadas aos implantes cocleares inicialmente, com os pesquisadores notando a atividade do LC dos animais prevista quando eles começaram a responder aos sons.

Quando essa região do cérebro foi estimulada artificialmente nos mesmos ratos, as diferenças em sua atividade no LC desapareceram e todos responderam aos sons.

Segundo Froemke, a atividade no LC promove a neuroplasticidade, a capacidade do cérebro de alterar sua estrutura e função, tornando-o mais sensível aos sons.

Este estudo sugere que a noradrenalina liberada pelo LC molda a neuroplasticidade no córtex auditivo do cérebro e ajuda a promover a audição após um implante coclear, diz Victoria Bajo, da Universidade de Oxford.

“Os resultados abrem a possibilidade do uso da noradrenalina para favorecer o resultado do implante coclear”, afirma.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem como a atividade do locus cerúleo melhora o desempenho do implante coclear.

Eles contextualizam que os implantes cocleares (ICs) são dispositivos neuroprotéticos que podem proporcionar audição a pessoas surdas. Apesar dos benefícios oferecidos pelos ICs, o tempo de recuperação da audição e a acurácia perceptiva após o uso prolongado do IC permanecem altamente variáveis.

Acredita-se que o uso do IC requer neuroplasticidade no sistema auditivo central, e o engajamento diferencial dos mecanismos neuroplásticos pode contribuir para a variabilidade nos resultados.

Apesar de extensos estudos sobre como os ICs ativam o sistema auditivo, a compreensão da neuroplasticidade relacionada aos ICs permanece limitada.

Um fator potente que permite a plasticidade é o neuromodulador noradrenalina do locus cerúleo (LC) do tronco cerebral. Neste estudo, examinou-se as respostas comportamentais e a atividade neural no LC e no córtex auditivo de ratos surdos equipados com ICs multicanais.

Os ratos foram treinados em uma tarefa auditiva baseada em recompensa e mostraram diferenças individuais consideráveis nas taxas de aprendizado e no desempenho máximo. A fotometria do LC previu quando os animais com IC começaram a responder a sons e a precisão perceptiva de longo prazo.

A estimulação optogenética do LC produziu um aprendizado mais rápido e maior precisão a longo prazo. As respostas corticais auditivas à estimulação do IC refletiram o desempenho comportamental, com respostas aprimoradas a estímulos recompensados e distinção diminuída entre estímulos não recompensados.

O engajamento adequado dos sistemas neuromoduladores centrais é, portanto, um potencial alvo clinicamente relevante para otimizar o uso de dispositivos neuroprotéticos.

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Fontes:
Nature, publicação em 21 de dezembro de 2022.
New Scientist, notícia publicada em 21 de dezembro de 2022.