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Estudo por simulação computacional sobre os efeitos da estimulação estocástica na atividade de um circuito encefálico envolvido na Doença de Parkinson

Processo: 18/11075-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2019
Vigência (Término): 31 de agosto de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
Pesquisador responsável:Leonardo Abdala Elias
Beneficiário:Marcelo Ramos Romano
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Estimulação elétrica   Neurociência computacional   Doença de Parkinson

Resumo

Postula-se que a doença de Parkinson (PD, do inglês Parkinson's Disease) é resultado da degeneração de neurônios dopaminérgicos localizados nos núcleos da base. Os principais sintomas desta doença neurodegenerativa são: tremores, dificuldades de manutenção da postura e dificuldades na coordenação dos movimentos. Acredita-se que o tremor parkinsoniano é proveniente de um aumento nas oscilações corticais, especialmente nas bandas alfa (8-15Hz) e beta (15-35Hz). Usualmente, a doença é controlada pela administração de medicamentos (e.g., levodopa) ou por terapias que utilizam a estimulação elétrica de núcleos encefálicos profundos ou da medula espinal. As técnicas baseadas em estimulação elétrica têm utilizado sinais periódicos (pulsos elétricos com uma frequência fixa); porém, uma hipótese é que sinais aleatórios podem também ser utilizados nas terapias com o objetivo de reduzir as oscilações corticais e, consequentemente, reduzir o tremor. Esta hipótese se dá a partir do conhecimento do fenômeno de ressonância estocástica, que está associado ao benefício do ruído aplicado à entrada de sistemas físicos e biológicos não lineares. Neste estudo, um modelo computacional do circuito motor envolvendo o córtex, os núcleos da base e o tálamo, que representa um modelo animal da PD, será utilizado com o propósito de testar a hipótese apresentada acima. A partir deste modelo computacional, serão realizadas simulações com entradas aleatórias de diferentes intensidades com o intuito de analisar os efeitos da estimulação estocástica na atividade dos neurônios que formam o circuito motor associado à PD.