RESUMO
Ao longo dos últimos 50 anos, o uso da luz, em especial o laser, vem promovendo grandes avanços em diversas áreas da ciência e da tecnologia. Na última década o uso de estímulos ópticos no campo da biomédica tem despertado grande interesse no meio acadêmico e na indústria. Dois ramos que se destacam pelo seu crescimento são: a estimulação óptica direta e a optogenética. A primeira utiliza diferentes parâmetros da luz para adequar o efeito desejado na interação com o tecido biológico. A segunda faz uso de engenharia genética para tornar os tecidos biológicos sensíveis à luz. A estimulação neural por infravermelho (estimulação óptica direta) não necessita de contato direto com o tecido e apresenta maior seletividade especial se comparada à estimulação elétrica, mas tem a capacidade restrita de ativar (despolarizar) os neurônios. A optogenética, entretanto, pode ser utilizada para manipular o tecido neural tornando-o sensível à luz; sendo, então, possível despolarizar ou hiperpolarizar os neurônios codificados, assim como monitorar as ativações por meio de codificação de proteínas fluorescentes sensíveis à tensão elétrica. Tanto a técnica de estimulação óptica por infravermelho ou a técnica de optogenética, vêm sendo aplicadas apenas à modelos animais. Os resultados mostram, entretanto, que há grande viabilidade de aplicação da estimulação óptica em seres humanos. Futuramente, tais técnicas poderão substituir o atual padrão ouro para a ativação neural, a estimulação elétrica, em aplicações envolvendo doenças neurológicas específicas.
Within the last 50 years the light and specially the laser has fomented great advances in several areas of science and technology. During the past decade the use of optical stimuli in the biomedical research field have been of great interest for both academy and industry. Two research branches that can be highlighted due to its growth are: direct optical stimulation and optogenetic. The first one uses different parameters of light to optimize the desired effect on the tissue interaction. The other branch works with genetic engineering technics to make cells sensitive to light. The neural stimulation by infrared (direct optical stimulation) does not require direct contact with the tissue and has higher spatial selectivity when compared to electrical stimulation, but it has restricted ability to activate (depolarize) neurons. The optogenetic, however, can be used to manipulate the neural tissue depolarizing or hyperpolarizing encoded neurons, as well as monitor activations by encoding fluorescent proteins sensitive to voltage. The stimulation by infrared optical or optogenetic, has been applied only to animal models although there is a great possibility for human applications. In the future, it may even replace existing techniques such as electrical brain stimulation to treat specific neurological diseases.
RESUMO
A aplicação de estímulos elétricos nas regiões profundas do cérebro é definida como estimulação encefálica profunda (EEP). A EEP pode ser aplicada em patologias motoras e psicológicas, reduzindo ou tornando desnecessária a administração de medicação complementar. O objetivo deste artigo é mostrar uma atualização pertinente à EEP, baseando-se principalmente em artigos do último triênio. Foram selecionados artigos das bases de pesquisa Wiley Online Library (3), ScienceDirect (8), SciELO (1), BioMed Central (1), Google acadêmico (17) e livros (7), totalizando 37 referências selecionadas, das quais 15 artigos foram publicados no ano de 2010 e três, publicados em 2011. Dentre os parâmetros estimulatórios mais empregados durante o triênio 2009 a 2011, destacam-se: amplitude de 1 a 10 V; corrente entre 50 e 300 µA; frequência de 130 a 185 Hz e período ativo do pulso entre 60 e 220 µs. A EEP mostra-se como recurso viável para tratamento de patologias que apresentam distúrbios de movimento, como doença de Parkinson, distonias e mioclonias. Além disso, a EEP é eficiente para o tratamento de distúrbios psicológicos/neurológicos como depressão, epilepsia e cefaleia e possui forte incentivo a pesquisas que tenham aplicações diferenciadas, como o tratamento de viciados em drogas.
The application of electrical stimuli in deep brain areas is defined as deep brain stimulation (DBS). DBS can be applied to motor and psychological diseases, reducing or obviating the administration of additional medication. The aim of this paper is to present an update about DBS, based primarily on articles published on the last three years. There were selected articles from the databases Wiley Online Library (3), ScienceDirect (8), SciELO (1), BioMed Central (1), Google Scholar (17) and books (7), totaling 37 references, where, 15 articles were published in 2010 and three published in 2011. Among the main stimulatory parameters employed during the triennium 2009 to 2011 are: amplitude from 1 to 10 V; current from 50 to 300 ?A; frequency from 130 to 185 Hz and pulse active period between 60 and 220 ?s. DBS proves to be a viable resource for treatment of diseases that have movement disorders such as Parkinson?s disease, dystonia and myoclonus. In addition, the DBS is effective for the treatment of psychological/neurological disorders, such as depression, epilepsy, headache, and has a strong research incentive to applications as treatment of drug addicts.