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Pesquisadores da UC San Francisco desenvolveram uma nova maneira de melhorar a caminhada de pacientes com doença de Parkinson, usando estimulação cerebral profunda e inteligência artificial.
A estimulação cerebral profunda (DBS) usa um dispositivo implantado para enviar sinais elétricos para áreas específicas do cérebro. Com a ajuda da inteligência artificial (IA), os pesquisadores desenvolveram uma medida inédita de desempenho da marcha e ajustaram os pulsos elétricos às necessidades individuais do paciente, o que levou a melhorias significativas na caminhada sem piorar outros sintomas.
Doris Wang, MD, Ph.D., neurocirurgiã e professora associada de Cirurgia Neurológica da UCSF, é especializada em distúrbios do movimento, incluindo a doença de Parkinson, e liderou a equipe de pesquisa apoiada pelo NIH, junto com Hamid Fekri Azgomi, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado da UCSF. Ela explica a pesquisa e o que ela significa para os pacientes.
O que é estimulação cerebral profunda (ECP)?
DBS usa um dispositivo implantado. Isso é feito com uma cirurgia minimamente invasiva. Eu faço dois furos bem pequenos no crânio e depois insiro fios ou eletrodos bem finos, do tamanho de um espaguete de cabelo de anjo e muito flexíveis. Os fios vão da lateral da cabeça até o peito, sob a pele. No tórax, esses fios são conectados a um gerador de pulsos elétricos. Você pode pensar nisso como um marca-passo para o cérebro.
Como funciona a estimulação DBS para Parkinson?
Na doença de Parkinson, a destruição dos neurônios dopaminérgicos na área dos gânglios da base do cérebro causa uma variedade de problemas motores, incluindo a “marcha de Parkinson”. Pessoas com a doença tendem a se arrastar ao caminhar e a dar muitos minipassos ao se virar. Eles também têm comprimentos de passos diferentes entre os pés esquerdo e direito, e alguns pacientes congelam no lugar.
Esses sintomas geralmente levam a quedas. Esses problemas de locomoção refletem uma mudança no padrão de suas ondas cerebrais, tornando mais difícil para eles mudarem seus movimentos. O DBS funciona alterando esses padrões.
Como os problemas de marcha ou marcha têm sido tradicionalmente tratados em pacientes com Parkinson?
Entre os principais sintomas dos pacientes com Parkinson, a marcha tem sido bastante difícil de tratar. Os tipos mais graves de distúrbio da marcha são realmente difíceis de tratar com medicamentos ou DBS. Embora usemos DBS contínuo de alta frequência para tratar tremores e lentidão e rigidez de movimento, ele não funciona bem para a marcha.
Isso me inspirou a pensar em diferentes maneiras de estimular o cérebro, alterando o tempo e a quantidade de energia fornecida pela simulação DBS especificamente para a marcha. Essa foi a motivação do nosso estudo.
Como você abordou o uso do DBS para ajudar a melhorar a marcha e como você ajustou a estimulação?
Nosso estudo analisou a marcha sob duas perspectivas diferentes – uma é clínica e a outra neurofisiológica.
Do ponto de vista clínico, queríamos saber como quantificamos uma boa marcha, ou uma marcha eficaz, versus uma marcha deficiente. E então, como poderíamos ajustar diferentes parâmetros de estimulação para alterar as métricas de marcha dos pacientes.
Do ponto de vista neurofisiológico, queríamos descobrir quais são os efeitos comuns desses parâmetros de estimulação otimizados para a marcha na atividade cerebral.
Usando sensores de movimento e eletrodos de estimulação cerebral, os pesquisadores registram como uma pessoa com doença de Parkinson caminha durante uma série de exercícios. Este vídeo mostra uma representação reconstruída da pessoa caminhando. Ao analisar características como balanço das pernas, movimento dos braços e velocidade de caminhada, a equipe pode caracterizar a marcha de todos. A equipe de pesquisa então usa algoritmos de IA para identificar sistematicamente configurações de DBS específicas de cada pessoa, com o objetivo de aprimorar suas funções de marcha.
Como você determinou as melhores configurações de DBS para melhorar a marcha?
Com cada paciente, tivemos que determinar sua linha de base sob as configurações habituais de DBS e como poderíamos melhorar ou piorar sua marcha alterando suas configurações de DBS. Em seguida, fizemos com que eles dessem voltas enquanto transmitíamos continuamente seus dados neurais e a mecânica da marcha.
Desenvolvemos um Índice de Desempenho de Caminhada, que é um conjunto de medidas abrangente, mas facilmente quantificável, que indica se a pessoa estava realmente andando melhor. Incluímos quatro características que diferenciam a marcha de Parkinson de indivíduos saudáveis, incluindo amplitude de balanço do braço, velocidade da passada, variabilidade do comprimento da passada e simetria da passada.
Como a IA ajudou?
A partir dessas sessões, coletamos dados e usamos aprendizado de máquina para identificar as configurações de DBS que melhoraram a marcha de cada paciente. A IA ajudou a prever as configurações que poderiam ser melhores para diferentes pacientes. Descobrimos que, para alguns pacientes, uma frequência realmente alta funcionou melhor para a marcha. Para outros, uma frequência mais baixa funcionou melhor. Portanto, nem todas as configurações de otimização da marcha são iguais.
O que foi ganho ao observar o aspecto neurofisiológico deste estudo?
Ao estudar como o DBS influencia a rede motora do córtex cerebral, identificamos ondas cerebrais associadas à melhoria do desempenho da caminhada, o que pode orientar ainda mais a programação no futuro.
Para os participantes do estudo, o que a pesquisa significou para eles e como será o futuro da pesquisa?
As configurações personalizadas para cada paciente levaram a melhorias significativas na caminhada, como passos mais rápidos e estáveis, sem agravamento de outros sintomas. Estamos trabalhando ativamente em um algoritmo DBS adaptativo ou de circuito fechado, onde os pacientes mudam para essa configuração de marcha otimizada ao caminhar, mas permanecem em seu DBS padrão em todos os outros estados de movimento. Esperamos que isto possa melhorar significativamente os sintomas da marcha dos pacientes com Parkinson e, em última análise, melhorar a sua mobilidade e reduzir as quedas.
Fornecido pela Universidade da Califórnia, São Francisco
Citação: Perguntas e respostas: nova tecnologia ajuda pacientes de Parkinson com dificuldade para caminhar (2025, 9 de novembro) recuperado em 9 de novembro de 2025 em https://medicalxpress.com/news/2025-11-qa-tech-parkinson-pacientes.html
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