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 neurônios¹ em parte do cérebro² influencia a forma como os animais respondem aos sons após a instalação de um implante³.

No estudo, publicado na revista Nature, a estimulação artificial do locus cerúleo no tronco cerebral⁴ dos animais melhorou rapidamente sua capacidade de responder ao som após um implante³ 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 interno⁵. Aqui ela transforma sons em sinais⁶ 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.

Leia sobre "Surdez congênita⁷", "Deficiência auditiva" e "Implante³ coclear ou ouvido biônico".

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 neurônios¹ em uma estrutura do tronco cerebral⁴ dos ratos chamada locus coeruleus, ou locus cerúleo (LC).

“Esta área do cérebro² é a principal fonte de noradrenalina”, diz Robert Froemke, da NYU Langone Health. “A atividade do LC e a liberação de noradrenalina⁸ parecem agir como um despertador do cérebro², 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 cérebro² 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 cérebro² de alterar sua estrutura e função, tornando-o mais sensível aos sons.

Este estudo sugere que a noradrenalina⁸ liberada pelo LC molda a neuroplasticidade no córtex auditivo do cérebro² e ajuda a promover a audição após um implante³ coclear, diz Victoria Bajo, da Universidade de Oxford.

“Os resultados abrem a possibilidade do uso da noradrenalina⁸ para favorecer o resultado do implante³ coclear”, afirma.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem como a atividade do locus cerúleo melhora o desempenho do implante³ 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 noradrenalina⁸ do locus cerúleo (LC) do tronco cerebral⁴. 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.

Veja também sobre "Neuroplasticidade cerebral" e "Novas perspectivas no tratamento da surdez neurossensorial".

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