O mapa do corpo no cérebro mantém-se estável após uma amputação

No interior de cada cérebro humano existe um mapa detalhado do corpo, com áreas distintas dedicadas a diferentes partes - mãos, lábios, pés, entre outras. Mas o que acontece a esse mapa quando uma parte do corpo é removida?

Durante décadas, a ideia dominante na ciência foi a de que, após uma amputação, o mapa corporal no cérebro se reorganizaria de forma profunda: as zonas vizinhas passariam a ocupar o território que antes representava o membro perdido. Esta noção de reorganização em grande escala tornou-se um dos pilares do que os neurocientistas chamam plasticidade cerebral no adulto - a capacidade de o cérebro alterar a sua estrutura e função em resposta a lesões, novas experiências ou treino.

O nosso novo estudo, publicado na Nature Neuroscience, aponta no sentido oposto: mesmo anos depois de uma amputação, o mapa do corpo no cérebro mantém-se surpreendentemente estável.

Como acompanhámos o cérebro antes e depois da amputação

Para perceber o que muda no cérebro quando alguém perde uma parte do corpo, optámos por uma abordagem pouco comum.

Em colaboração com cirurgiões do NHS, acompanhámos três doentes adultos que se preparavam para amputações de braço, necessárias para salvar a vida, por motivos médicos como cancro ou problemas graves de irrigação sanguínea. Realizámos exames de imagem por ressonância magnética funcional (fMRI) antes da amputação e repetimo-los várias vezes depois - em alguns casos, durante um período que chegou a cinco anos.

Durante os exames, pedimos aos participantes que movimentassem diferentes partes do corpo: bater com cada dedo individualmente, dobrar os dedos dos pés ou franzir os lábios. Assim, conseguimos mapear a actividade cerebral e reconstruir o mapa do corpo no cérebro.

Depois da cirurgia, voltámos a repetir as avaliações, mas desta vez solicitando que mexessem os dedos em falta (fantasma). Estes movimentos fantasma não são imaginários: a maioria das pessoas amputadas continua a sentir sensações vívidas do membro em falta, apesar de este já não existir fisicamente. Isto deu-nos uma oportunidade rara para comparar directamente, na mesma pessoa, o mapa da mão no cérebro antes e depois da amputação.

O que encontrámos foi consistente nos três doentes: a representação da mão no cérebro permaneceu notavelmente semelhante e não foi “substituída” por outras partes do corpo, como a face. Esta estabilidade neural ajuda a compreender porque é que tantas pessoas amputadas continuam a sentir o membro perdido com tanta clareza.

Dor fantasma e terapias baseadas em mapas “danificados”

Para a maioria das pessoas amputadas, as sensações fantasma não são neutras; são dolorosas e descritas como sensação de queimadura, facada ou comichão. Durante anos, a explicação mais aceite para esta dor assentou precisamente na ideia de que o mapa corporal no cérebro se teria reorganizado.

A partir dessa teoria, surgiram intervenções como a terapia da caixa de espelho, o treino em realidade virtual ou exercícios de discriminação sensorial - todas concebidas para “corrigir” mapas supostamente alterados.

Os nossos resultados mostram que o mapa corporal no cérebro não está danificado. Isto ajuda a perceber porque é que, em ensaios clínicos, estas terapias falham de forma consistente em superar tratamentos placebo. Se o mapa se mantém intacto, tentar “arranjá-lo” pode ser um caminho sem saída.

O verdadeiro culpado

Em vez disso, os nossos dados indicam que devemos procurar outras explicações - por exemplo, nos nervos que são seccionados durante a cirurgia. Nervos cortados podem formar aglomerados emaranhados que disparam sinais de forma errática de volta para o cérebro. Estão a ser desenvolvidas novas técnicas cirúrgicas de amputação com o objectivo de preservar a sinalização nervosa e manter ligações estáveis ao cérebro.

Implicações para próteses e interfaces cérebro-computador

As conclusões têm também implicações importantes para o desenvolvimento de próteses e de interfaces cérebro-computador. Interfaces cérebro-computador invasivas de nova geração podem aceder directamente ao mapa preservado da parte do corpo amputada para descodificar que movimentos estão a ser tentados - ou até aplicar estimulação eléctrica nessa área, permitindo que a pessoa amputada volte a sentir o membro em falta.

Estas tecnologias ainda estão em desenvolvimento e poderão, um dia, devolver um controlo mais natural e intuitivo e também sensações numa prótese, recorrendo ao mapa corporal preservado.

No conjunto, os nossos resultados sugerem que o cérebro mantém um modelo resistente do corpo, conservando as representações mesmo quando a entrada sensorial desaparece. Para quem foi amputado, isto significa que o membro em falta continua a existir no cérebro - por vezes como fonte de desconforto, mas também como um recurso que futuras tecnologias podem aproveitar.

Malgorzata Szymanska, Doutoranda, Cognição e Ciência do Cérebro, Universidade de Cambridge e Hunter Schone, Investigador de pós-doutoramento, Universidade de Pittsburgh

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.