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Exemplo de rajada de oscilação de alta frequência registrada no cérebro.

Oscilações de alta frequência (OAF) são ondas cerebrais com frequência superior a ~80 Hz, geradas por populações de células neuronais. As OAF podem ser registradas utilizando eletroencefalogramas (EEG), potenciais de campo local (PCL) ou eletrocorticogramas (ECoG). As OAF estão presentes no estado fisiológico durante ondas agudas e ondulações – padrões oscilatórios que abrangem processos de consolidação da memória.[1] As OAF estão associadas à fisiopatologia cerebral, como crises epilépticas,[2] e são frequentemente registradas durante o início da crise. Elas constituem um biomarcador promissor para a identificação da zona epileptogênica.[3][4] Estudos também apontam para o papel das OAF em transtornos psiquiátricos e possíveis implicações em episódios psicóticos na esquizofrenia.[5][6][7]

Contexto e história

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A classificação tradicional das faixas de frequência, associadas a diferentes funções/estados do cérebro, consiste nas faixas delta, teta, alfa, beta e gama. Devido às limitações dos primeiros equipamentos experimentais/médicos para registrar frequências rápidas, por razões históricas, todas as oscilações acima de 30 Hz eram consideradas de alta frequência e difíceis de investigar[1]. Os recentes avanços na fabricação de equipamentos eletrofisiológicos permitem registrar o potencial elétrico com alta resolução temporal e espacial, e "capturar" a dinâmica do potencial de ação de células individuais. Na nomenclatura da neurociência, ainda existe uma lacuna entre ~100 Hz e a atividade multiunitária (>500 Hz), portanto, essas oscilações são frequentemente chamadas de gama alta ou HFO.

Características neurofisiológicas

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As oscilações de alta frequência (HFOs) são geradas por diferentes mecanismos celulares e podem ser detectadas em diversas áreas do cérebro.[8][9] No hipocampo, essa rápida atividade neuronal é efeito da atividade síncrona populacional de células piramidais na região CA3 e na camada dendrítica do CA1, que dão origem a um padrão de oscilação característico.[10] A ocorrência de HFOs durante tarefas de memória (codificação e recuperação de imagens) também foi identificada em pacientes humanos a partir de avaliações intracranianas em áreas corticais visuais primárias, límbicas e de ordem superior.[11] HFO fisiológica de cerca de 30 Hz também foi registrado no núcleo subtalâmico,[12] a região do cérebro que é o principal alvo para alta frequência de estimulação cerebral profunda para pacientes com doença de Parkinson.

Oscilações de alta frequência evocadas somatossensoriais

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Pesquisas que avaliaram registros de ECoG do córtex somatossensorial humano apresentaram oscilações de alta frequência (HFOs), atingindo até 600 Hz durante potenciais evocados sensoriais e campos magnéticos evocados somatossensoriais após estimulação do nervo mediano.[13] Esses picos de atividade são gerados pelo circuito tálamo-cortical e impulsionados por disparos altamente sincronizados das fibras tálamo-corticais, indicando que essa atividade desempenhem um papel no processamento de informações.[14] As alterações na amplitude das HFOs somatossensoriais estimuladas podem ser potencialmente usadas como biomarcadores para distúrbios neurológicos, auxiliando no diagnóstico em alguns contextos clínicos específicos. Alguns pacientes oncológicos com tumores cerebrais apresentaram maior amplitude de HFOs no mesmo lado em que o tumor estava localizado, o que sugerem a contribuição das vias tálamo-corticais para as oscilações rápidas.[15] Estudos tem mostrado que amplitudes de HFO mais altas, entre 400 e 800 Hz, após estimulação nervosa também foram relatados no sinal EEG de jogadores saudáveis de futebol e esportes de raquete.[16]

Reconstrução da densidade da fonte de corrente (feita com o método kCSD,[17] pontos vermelhos e azuis) do exemplo de explosão HFO registrada do cérebro do rato.

HFO patológico

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Existem muitos estudos que relatam tipos fisiopatológicos de HFO em pacientes humanos e modelos animais de doenças, os quais estão relacionados a diferentes distúrbios psiquiátricos ou neurológicos:

Hipofunção do receptor NMDA HFO

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Um número crescente de estudos sobre o tema tem indicado que os ritmos HFO (130–180 Hz) podem surgir devido ao bloqueio local do receptor NMDA,[25][26][27][28] que também é um modelo farmacológico da esquizofrenia.[26] Essas oscilações rápidas dependentes do receptor NMDA foram detectadas em diferentes áreas do cérebro, incluindo o hipocampo,[29]o núcleo accumbens[6] e regiões do córtex pré-frontal.[30] Apesar de esse tipo de HFO ainda não ter sido confirmado em pacientes humanos, medicamentos antipsicóticos de segunda geração, como clozapina e risperidona, foram eficazes para reduzir a frequência de HFO.[6] Estudos também relatam uma nova fonte de HFO nas estruturas do bulbo olfatório.[31][32] A HFO no bulbo é gerada por circuitos excitatórios-inibitórios locais modulados pelo ritmo respiratório.[33] Essas descobertas podem contribuir na compreensão dos sintomas iniciais de pacientes com esquizofrenia.[34]

Veja também

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Ondas cerebrais

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Referências

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