Modelo de circuito córtico-tálamo-basal para simular estimulação cerebral profunda em doença de Parkinson

• Processo: 24/14847-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Roque da Silva Filho
• Beneficiário: Rafael Fernando Gigante
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07699-0 - Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática - NeuroMat, AP.CEPID
• Assunto(s): Doença de Parkinson Neurociência computacional Neurociências
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Doença de Parkinson | Estimulação Cerebral Profunda | Modelos computacionais realistas do cérebro | neurociência computacional | Neurociências

Resumo

A doença de Parkinson é um transtorno neurodegenerativo crônico comum, que envolve várias vias cerebrais motoras e não motoras. A patologia central subjacente à doença de Parkinson é a degeneração de neurônios dopaminérgicos nos núcleos da base, levando à diminuição dos níveis de dopamina no organismo. A redução na dopamina está associada à dinâmica patológica da rede neuronal relacionada ao controle motor, que abrange o circuito córtico-tálamo-basal. Na doença de Parkinson, as mudanças eletrofisiológicas nesse circuito incluem alterações nas taxas de disparo e aumento na sincronia neuronal e na atividade oscilatória na banda beta (~13-35 Hz). Essas mudanças dinâmicas fornecem uma base fisiológica para estudos de modelagem. Devido à falta de compreensão precisa das causas da doença de Parkinson, os mecanismos pelos quais os tratamentos existentes funcionam não são bem compreendidos. Um desses tratamentos, que tem sido empregado com eficácia em alguns tipos de casos, é a estimulação cerebral profunda. O objetivo deste trabalho é reimplementar dois modelos publicados recentemente, um para os núcleos da base e outro para o circuito tálamo-cortical, e acoplar os dois resultando em um modelo completo para o circuito córtico-tálamo-basal. O modelo será usado para simular os efeitos da estimulação cerebral profunda na atividade do circuito, potencialmente auxiliando na análise do comportamento dinâmico da rede parkinsoniana e no entendimento do tratamento com estimulação cerebral profunda.