resumo: Os pesquisadores investigaram o sistema de noradrenalina do cérebro, descobrindo insights que poderiam ajudar a compreender distúrbios como TDAH, ansiedade e depressão.
O estudo se destaca por sua metodologia inovadora: registro da atividade química em tempo real por meio de eletrodos clínicos de rotina para epilepsia. Esta abordagem, resultado de 11 anos de refinamento, permite agora aos cientistas monitorar a atividade cerebral que antes estava oculta.
Esta pesquisa representa um grande avanço na compreensão do funcionamento do sistema NA e da dinâmica mais ampla da química cerebral.
Principais fatos:
A equipe desenvolveu um método pioneiro para registrar a atividade química em tempo real a partir de eletrodos clínicos padrão, um grande avanço após mais de 11 anos de desenvolvimento.
Usando esta técnica, os investigadores obtiveram novos conhecimentos sobre o sistema de noradrenalina, especialmente a sua associação com a intensidade emocional e a sua importância em condições como o TDAH.
Essa metodologia agora pode ser aplicada sem a necessidade de eletrodos exclusivos, contando com aqueles já em uso clínico.
fonte: Universidade Técnica da Virgínia
Uma equipe internacional de pesquisadores forneceu informações valiosas sobre o sistema de noradrenalina (NA) do cérebro, que tem sido alvo de longa data de medicamentos para tratar transtorno de déficit de atenção/hiperatividade, depressão e ansiedade.
Igualmente importante por trás das descobertas é a metodologia pioneira desenvolvida pelos pesquisadores para registrar a atividade química em tempo real a partir de eletrodos clínicos padrão que são implantados rotineiramente para monitorar a epilepsia.
Publicado on-line na revista Biologia atual Lançada na segunda-feira (23 de outubro), a pesquisa não só fornece novos insights sobre a química do cérebro, que podem ter implicações para uma ampla gama de condições médicas, mas também destaca uma nova capacidade notável de obter dados do cérebro humano vivo.
Os eletrodos estavam localizados na amígdala, uma área do cérebro que está profundamente ligada ao processamento emocional e é fortemente influenciada pelos sinais de NA. Crédito: Notícias de Neurociências
“Nosso grupo descreve a primeira neuroquímica ‘rápida’ registrada por voltametria de humanos conscientes”, disse Reed Montagu, coautor e autor principal do estudo, professor de pesquisa VTC Vernon Mountcastle na Virginia Tech e diretor do Centro de Humanidades. . Laboratório de Pesquisa em Neurociências e Neuroimagem Humana do Fralin Biomedical Research Institute da VTC.
“Este é um enorme passo em frente, e a abordagem sistemática foi totalmente aplicada aos seres humanos – após mais de 11 anos de desenvolvimento intensivo.”
Técnicas de potenciômetros para obter leituras eletroquímicas em tempo real em roedores e outros modelos de laboratório produziram insights profundos sobre a função cerebral por quase 30 anos, mas não houve um caminho claro para o uso dessas técnicas em humanos, porque elas exigem a inserção de eletrodos no cérebro. .
“Em vez disso, nos concentramos no que já está sendo usado em pacientes em procedimentos médicos”, disse Montagu, que também é professor do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Virginia Tech e do Departamento de Psiquiatria e Medicina Comportamental da Virginia Tech. Escola de Medicina Carillion. “Quando é que os cirurgiões realmente colocam um fio no cérebro de alguém? E podemos conceber uma forma de tirar vantagem disso?”
Os métodos iniciais da equipe exigiam a inserção de eletrodos exclusivos de fibra de carbono projetados no Fralin Biomedical Research Institute em pacientes acordados que recebiam cirurgia de estimulação cerebral profunda para tratar a doença de Parkinson ou outros distúrbios.
A equipe de pesquisa demonstrou agora que a eletroquímica pode ser realizada usando eletrodos que já existem e estão em uso clínico padrão, abrindo uma janela para a atividade cerebral nunca antes vista.
Sobre o sistema de noradrenalina
Os eletrodos estavam localizados na amígdala, uma área do cérebro que está profundamente ligada ao processamento emocional e é fortemente influenciada pelos sinais de NA.
O sistema NA se origina em um pequeno núcleo no mesencéfalo conhecido como locus coeruleus (LC), e há muito tempo é um ponto focal para o desenvolvimento de medicamentos destinados ao tratamento de doenças como TDAH, depressão e ansiedade.
“Acredita-se que o sistema LC-NA regula a excitação e a atenção, e é um alvo de drogas em múltiplas condições clínicas, mas a nossa compreensão do seu papel na saúde e na doença tem sido dificultada pela falta de registos diretos em humanos.” Autor principal Dan Pang, professor associado de medicina clínica e bolsista da Fundação Lundbeck na Universidade de Aarhus, Dinamarca, e professor associado adjunto do Instituto Fralin de Pesquisa Biomédica. “Nós resolvemos esse problema.”
No estudo, três pacientes visualizaram imagens neutras em tabuleiro de xadrez misturadas com imagens carregadas de emoção do Banco de Dados Internacional de Imagens Emocionais, esclarecendo como o sistema NA responde a diferentes estados emocionais.
Como esperado, os níveis de NA foram associados à intensidade emocional, especialmente durante encontros com imagens inesperadas, sublinhando a importância do sistema de NA em condições como o TDAH.
“Este é um trabalho pioneiro que representa um grande avanço técnico na nossa capacidade de compreender a atividade cerebral humana”, disse Wael Asaad, diretor de neurocirurgia funcional e epilepsia do Hospital Rhode Island e vice-presidente de pesquisa do Departamento de Neurocirurgia da Universidade Brown. Ele não participou da pesquisa.
p “Embora tenha sido possível registrar a atividade elétrica do cérebro em humanos em uma variedade de ambientes por muitos anos, isso nos dá apenas metade da imagem, “Asaad disse.” Como esses neurônios se comunicam com os neurotransmissores em tempo real, em escalas de tempo curtas, ” Asaad disse: “Geralmente era mais difícil estudar.”
“Além do valor científico deste estudo, as técnicas que ele demonstra serão de enorme valor para uma ampla gama de estudos. Representa um marco importante nos nossos esforços para compreender as funções dos circuitos cerebrais humanos.”
Sobre a equipe
Em estudos anteriores, o grupo foi o primeiro a observar diferenças inferiores a um segundo nas substâncias químicas cerebrais em humanos acordados, num estudo pioneiro de 2011.
Posteriormente, os cientistas exploraram como a dopamina e a serotonina juntas apoiam a tomada de decisões humanas e o processamento sensorial em uma série de publicações em 2016, 2018 e 2020, usando eletrodos especialmente projetados inseridos durante a cirurgia de estimulação cerebral profunda.
A dinâmica de neuromodulação em segundos pode ser medida usando eletrodos clínicos de profundidade
A dinâmica da noradrenalina na amígdala humana reflete atenção e excitação
O acoplamento entre noradrenalina e dilatação da pupila depende do estado cognitivo
resumo
O sistema noradrenalina (NA) é um dos principais sistemas nervosos do cérebro; Origina-se em um pequeno núcleo no mesencéfalo, o locus coeruleus (LC), e é amplamente distribuído por todo o cérebro.
Acredita-se que o sistema LC-NA regule a excitação e a atenção e seja um alvo de drogas em múltiplas situações clínicas. No entanto, a nossa compreensão do seu papel na saúde e na doença é dificultada pela falta de registos diretos em humanos.
Aqui, abordamos essa questão mostrando que estimativas eletroquímicas da dinâmica de NA em subsegundos podem ser obtidas usando eletrodos clínicos de profundidade implantados para monitoramento de epilepsia.
Fizemos essas gravações na amígdala, uma estrutura antiga em termos de desenvolvimento que suporta o processamento emocional e recebe projeções densas de LC-NA, enquanto os pacientes (n = 3) realizavam uma tarefa visual emocional estranha.
A tarefa foi projetada para induzir diferentes estados cognitivos, com os estímulos excêntricos compreendendo imagens emocionalmente excitantes, que variavam em termos de excitação (baixa vs. alta) e valência (negativa vs. positiva). Consistente com a teoria, as estimativas de NA rastrearam a modulação afetiva da atenção, com respostas excêntricas mais fortes na condição de alta excitação.
Estimativas paralelas da dilatação da pupila, um proxy comportamental comum para a atividade de LC-NA, apoiaram a hipótese de que o acoplamento pupila-NA muda com o estado cognitivo, com estimativas de pupila e NA sendo positivamente relacionadas a estímulos estranhos em um estado de excitação alta, mas não baixa. -Estado de excitação.
Nosso estudo fornece uma prova de conceito de que o monitoramento de neuromoduladores agora é possível usando eletrodos de profundidade no uso clínico padrão.
Esta descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas
Ao visitar a recém-renovada casa europeia dos seus pais, o dentista descobre algo perturbador. Embutido nos ladrilhos de calcário ao longo do corredor que levava à varanda estava o que parecia ser uma mandíbula humana. O ladrilho foi cortado diagonalmente, revelando um corte transversal de vários dentes. Inseguro quanto ao curso de ação correto, o dentista recorreu ao Reddit, onde a descoberta despertou uma onda de interesse online, que vai da curiosidade entusiástica ao total desgosto.
A descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas que estão ansiosos para examinar o fóssil. Eles acreditam que poderia pertencer a um ancestral humano extinto.
“Se for um fóssil de hominídeo, o que acredito que seja, deveria ser estudado e colocado num museu”, diz John Kappelman, professor de antropologia da Universidade do Texas em Austin, especializado nas origens e evolução. de hominídeos e hominídeos. , ele disse por e-mail.
O travertino, um tipo de calcário comumente utilizado na construção devido ao seu apelo estético e longevidade, muitas vezes se forma perto de fontes minerais e pode conter restos fossilizados de vidas passadas. Embora fósseis de plantas, algas e até animais como os de rinocerontes e girafas sejam por vezes encontrados em calcário, restos humanos são excepcionalmente raros, observa John Hawkes, paleontólogo humano da Universidade de Wisconsin. Forbes mencionado.
Em uma postagem intitulada “Quantos banheiros neandertais existem em um tribunal?” Dr. Hawkes destaca a natureza incomum desta descoberta em particular.
“Espero que haja muitas reviravoltas na história desta mandíbula”, escreveu Hawks. “Com alguns dentes preservados e a abundância de rochas circundantes, espero que os especialistas possam aprender muito sobre a vida deste indivíduo e quando ele viveu.”
O dentista europeu, especializado em implantes dentários, disse à Forbes que soube imediatamente que não estava apenas observando variações naturais nos padrões de pedra dos ladrilhos de pedra quando viu vários dentes olhando para ele.
“Do ponto de vista do meu dentista, não tive dúvidas de que ele era algum tipo de humano”, disse ele à Forbes. “A distribuição dos dentes e o tamanho da mandíbula são distintos. A largura do córtex também é específica dos humanos antigos.”
“Não acho que seja Jimmy Hoffa”, brincou o dentista na sequência de sua postagem original no Reddit. Ele disse que preferia não revelar seu nome ou o paradeiro de seus pais para proteger a privacidade da família.
Quando um dentista descobriu um maxilar como parte de uma reforma na casa de seus pais, ele ficou surpreso por um motivo diferente.
“É muito incomum encontrar fósseis de vertebrados em ladrilhos de calcário tratado, e os fósseis de hominídeos são 100 vezes mais raros”, disse Kappelman. “Só temos um punhado.”
Kappelman fez parte de uma equipa que observou a primeira evidência de tuberculose gravada em restos de esqueletos humanos com 500 mil anos de idade, descobertos por operários de uma fábrica na Turquia que cortavam ladrilhos de calcário para uso comercial. Os cientistas publicaram os resultados de suas pesquisas em 2007 no American Journal of Physical Anthropology.
resumo: As conversas baseadas na Internet podem melhorar significativamente as funções cognitivas em idosos socialmente isolados. O ensaio, conhecido como I-CONECT, envolveu 186 participantes com 75 anos ou mais que participaram em chats de vídeo estruturados quatro vezes por semana, o que ajudou a aumentar a memória e a função executiva, especialmente entre aqueles com comprometimento cognitivo ligeiro.
Ao longo de um ano, estas interações não só aumentaram os resultados cognitivos, mas também melhoraram o bem-estar emocional e aumentaram a conectividade em áreas do cérebro associadas à atenção. As descobertas sugerem que as conversas digitais podem ser uma estratégia viável para combater o isolamento social e as suas repercussões cognitivas.
Principais fatos:
Melhorar a função cognitiva: Os participantes do ensaio I-CONECT que se envolveram em conversas digitais frequentes mostraram melhorias nas pontuações dos testes cognitivos globais e nas funções executivas baseadas na linguagem.
Melhorar o bem-estar emocional: Tanto o grupo de controlo como o de intervenção registaram melhorias na saúde emocional, sugerindo que o contacto social regular, mesmo que breve, pode ter efeitos positivos.
Benefícios neurológicos: As imagens cerebrais revelaram maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal para o grupo de intervenção, destacando o potencial das interações conversacionais para melhorar a função cerebral.
fonte: Harvard
A simples conversa com outras pessoas pode estimular várias funções cerebrais entre idosos socialmente isolados, mesmo quando as interações são baseadas na Internet, de acordo com um novo ensaio clínico realizado no Massachusetts General Hospital.
Os resultados são publicados em O mundo do envelhecimento.
“Iniciámos o nosso primeiro estudo de intervenção comportamental de prova de conceito em 2010, quase uma década antes da pandemia da COVID-19, chamando a atenção para os efeitos nocivos do isolamento social na nossa saúde geral”, explicou a autora principal Hiroko H. Dodge, investigadora principal. . De ensaios financiados pelos Institutos Nacionais de Saúde.
As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas. Crédito: Notícias de Neurociências
A segunda fase do ensaio randomizado com 186 participantes, denominado I-CONECT, utilizou a Internet e webcams para permitir interações conversacionais entre entrevistadores treinados e indivíduos socialmente isolados com 75 anos ou mais que têm cognição normal ou comprometimento cognitivo leve.
Os investigadores alternaram os parceiros de conversa atribuídos a cada participante para melhorar a novidade da experiência, forneceram dispositivos fáceis de usar que permitiram aos participantes sem qualquer experiência de Internet/webcam participar facilmente em conversas baseadas em vídeo e incentivaram conversas usando tópicos diários padronizados e instruções de imagem .
Conversas de trinta minutos foram realizadas quatro vezes por semana durante seis meses e depois duas vezes por semana durante mais seis meses. Um grupo de controle de indivíduos semelhantes não participou de tais conversas, mas tanto o grupo de intervenção quanto o grupo de controle receberam ligações telefônicas semanais de 10 minutos.
Após o período inicial de seis meses, o grupo de intervenção teve uma pontuação mais elevada no teste cognitivo global em comparação com o grupo de controle, com um grande tamanho de efeito entre aqueles com comprometimento cognitivo leve. Além disso, os participantes do grupo de intervenção com cognição normal tiveram pontuações indicando maior função executiva baseada na linguagem.
No final do período final de seis meses, os participantes do grupo de intervenção com comprometimento cognitivo leve obtiveram pontuações nos testes indicando melhor função cerebral relacionada à memória do que o grupo de controle.
As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas.
Além disso, testes de imagem cerebral mostraram que o grupo de intervenção tinha maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal – uma região importante para manter a atenção visuoespacial – em comparação com o grupo de controle, embora este achado deva ser interpretado com cuidado devido ao número limitado de participantes avaliados. Devido a limitações de pesquisa relacionadas ao COVID-19.
Com base em solicitações de ex-participantes do estudo que continuamente solicitavam conversas, Dodge e seus colegas criaram uma organização sem fins lucrativos, a Fundação I-CONNECT. A organização oferece interações sociais gratuitas para idosos isolados na comunidade, utilizando os mesmos materiais utilizados no ensaio.
“Nosso próximo objetivo é expandir essas atividades para alcançar indivíduos necessitados mais isolados, bem como aprofundar os mecanismos biológicos por trás do impacto das interações sociais em nossa função cerebral”, disse Dodge.
“Fornecer interações de conversa online estimulantes e frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.
“Planejamos expandir este tratamento para ambulatórios geriátricos, onde estamos atualmente arrecadando fundos para isso, e também examinar sua eficácia no tratamento de sintomas leves a moderados de depressão”.
A equipa também está a explorar a possibilidade de fornecer interações conversacionais através de um chatbot – um bot treinado em IA – que proporciona conversas estimulantes como uma intervenção económica.
“Sabemos que as conexões humanas são extremamente importantes para o nosso bem-estar emocional, mas para a estimulação cognitiva, os chatbots podem funcionar tão eficazmente quanto os humanos, o que estamos investigando atualmente”, disse Dodge, diretor de análise de pesquisa da Universidade da Califórnia. , Califórnia. Recentemente, ele abriu o Centro Multidisciplinar do Cérebro no MGH e é membro do corpo docente da Harvard Medical School.
Financiamento: O financiamento foi fornecido pelo Instituto Nacional do Envelhecimento.
Sobre notícias de pesquisa sobre cognição e envelhecimento
Ensaio clínico controlado randomizado de engajamento conversacional baseado na Internet (I-CONECT) entre adultos socialmente isolados com mais de 75 anos de idade com cognição normal ou comprometimento cognitivo leve: principais resultados
Antecedentes e objetivos
O isolamento social é um fator de risco para declínio cognitivo e demência. Conduzimos um ensaio clínico controlado randomizado (ECR) de interações sociais aprimoradas, levantando a hipótese de que as interações conversacionais podem estimular a função cerebral entre idosos socialmente isolados sem demência. Relatamos as principais descobertas deste ensaio clínico RCT (engajamento conversacional baseado na Internet) em vários locais [I-CONECT]; NCT02871921).
O grupo experimental recebeu conversas semiestruturadas cognitivamente estimulantes com entrevistadores treinados via Internet/webcam 4 vezes por semana durante 6 meses (familiarização) e duas vezes por semana durante mais 6 meses (manutenção).
Tanto o grupo experimental quanto o de controle receberam ligações semanais de 10 minutos. Modificações no protocolo foram necessárias devido à pandemia da doença coronavírus de 2019.
resultados
Um total de 186 participantes foram randomizados. Após o período de indução, o grupo experimental obteve pontuações mais altas nos testes cognitivos globais (Montreal Cognitive Assessment [primary outcome]; 1,75 pontos [p = .03]) em comparação com o grupo controle.
Após a indução, os participantes do grupo experimental com cognição normal apresentaram maior função executiva baseada na linguagem (teste de fluência semântica [secondary outcome]; 2,56 pontos [p = .03]). No final do período de manutenção, o grupo experimental de pessoas com comprometimento cognitivo leve apresentou maior função de codificação (Craft Story Immediate Recall Test). [secondary outcome]; 2,19 pontos [p = .04]).
A medição do bem-estar emocional melhorou tanto no grupo controle quanto no experimental. A fMRI em estado de repouso mostrou que o grupo experimental aumentou a conectividade dentro da rede de atenção dorsal em comparação com o grupo de controle.é= 0,02), mas o tamanho da amostra foi limitado.
Discussão e suas implicações
Proporcionar interações conversacionais online estimulantes frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.
Os pesquisadores descobriram uma rara partícula de poeira em um meteorito, feita de uma estrela diferente do nosso Sol. Usando tomografia de sonda atômica avançada, eles analisaram a proporção única de isótopos de magnésio da partícula, revelando sua origem em um tipo recentemente identificado de supernova que queima hidrogênio. Esta descoberta fornece insights mais profundos sobre eventos cósmicos e formação de estrelas. Crédito: SciTechDaily.com
Os cientistas descobriram uma partícula de meteorito com uma proporção isotópica de magnésio sem precedentes, sugerindo a sua origem numa supernova que queima hidrogénio.
A pesquisa descobriu uma rara partícula de poeira presa em um antigo meteorito extraterrestre, formado por uma estrela diferente do nosso Sol.
A descoberta foi feita pela autora principal, Dra. Nicole Neville, e colegas durante seus estudos de doutorado na Curtin University, que agora trabalha no Instituto de Ciência Lunar e Planetária em colaboração com… NASACentro Espacial Johnson.
Meteoritos e grãos pré-solares
Os meteoritos são feitos principalmente de material formado em nosso sistema solar e também podem conter pequenas partículas originárias de estrelas que nasceram muito antes do nosso sol.
Evidências de que essas partículas, conhecidas como grãos pré-solares, são restos de outras estrelas foram encontradas através da análise dos diferentes tipos de elementos encontrados dentro delas.
Técnicas analíticas inovadoras
Dr. Neville usou uma técnica chamada milho Sonda de tomografia para analisar partículas, reconstruir a química em nível atômico e acessar as informações ocultas nelas.
Dr Neville disse: “Essas partículas são como cápsulas do tempo celestiais, fornecendo um instantâneo da vida de sua estrela-mãe”.
“Os materiais criados no nosso sistema solar têm proporções previsíveis de isótopos – diferentes tipos de elementos com diferentes números de nêutrons. A partícula que analisamos tem uma proporção de isótopos de magnésio que é diferente de qualquer coisa no nosso sistema solar.
“Os resultados foram literalmente fora dos gráficos. A proporção isotópica mais extrema para o magnésio de estudos anteriores de grãos pré-solares foi de cerca de 1.200. O grão em nosso estudo tem um valor de 3.025, o valor mais alto já descoberto.
“Esta razão isotópica excepcionalmente elevada só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela recentemente descoberto – uma supernova que queima hidrogénio.”
Avanços na astrofísica
O coautor, Dr. David Saxey, do Centro John D. Laiter em Curtin, disse: “A pesquisa abre novos horizontes na forma como entendemos o universo, ultrapassando os limites das técnicas analíticas e dos modelos astrofísicos.
“A sonda atômica nos deu todo um nível de detalhe que não conseguimos acessar em estudos anteriores”, disse o Dr. Saksi.
“Uma supernova que queima hidrogênio é um tipo de estrela que só foi descoberta recentemente, mais ou menos na mesma época em que estávamos analisando a minúscula partícula de poeira. Usar uma sonda atômica neste estudo nos dá um novo nível de detalhe que nos ajuda a entender como essas estrelas forma.”
Vinculando resultados de laboratório a fenômenos cósmicos
O co-autor, Professor Phil Bland, da Curtin School of Earth and Planetary Sciences, disse: “Novas descobertas do estudo de partículas raras em meteoritos permitem-nos obter informações sobre eventos cósmicos fora do nosso sistema solar.
“É simplesmente incrível poder correlacionar medições em escala atômica em laboratório com um tipo de estrela recentemente descoberto.”
Pesquisa intitulada “Elemento atômico e investigação isotópica 25Poeira estelar rica em magnésio de supernovas que queimam H. Foi publicado em Jornal Astrofísico.
Referência: “Elemento em escala atômica e investigação isotópica 25“Poeira estelar rica em Mg de uma supernova que queima H”, por N. D. Nevill, P. A. Bland, D. W. Saxey, W. D. A. Rickard e P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman e L. Daly e SM Reddy, 28 de março de 2024, Jornal Astrofísico. doi: 10.3847/1538-4357/ad2996
