Recentemente, o uso difundido de imagem por ressonância magnética (MRI) chamou a atenção para a ampla gama de leucoencefalopatias que podem ser encontrados clinicamente – esses distúrbios destacam a desconexão como um tema central da neurociência cognitiva.1 Neste artigo, as leucoencefalopatias serão discutidas como problemas clínicos comuns que iluminam o papel da substância branca tanto na função cognitiva normal quanto nas síndromes de desconexão que recebem atenção crescente. Esta ênfase na substância branca influencia não apenas o cuidado de muitos pacientes neurológicos e psiquiátricos, mas adiciona significativamente à agenda de pesquisa da neurociência cognitiva.
Aspectos científicos básicos da matéria branca
A matéria branca ocupa quase metade do volume do cérebro adulto. Aproximadamente 165.000 km de fibras mielinizadas percorrem dentro e entre os hemisférios, 4 ligando áreas corticais e subcorticais de matéria cinzenta em uma teia extraordinariamente complexa de estruturas interconectadas. Dos três tipos de sistemas de fibras – projeção, associação e comissural – os dois últimos são devotados principalmente às funções cognitivas, enquanto as fibras de projeção atendem aos sistemas motores e sensoriais elementares. Em um nível microscópico, os axônios que investem mielina no cérebro são uma mistura de 70% de lipídios e 30% de proteínas, o que aumenta dramaticamente a velocidade de condução pelo fenômeno da condução saltatória. Evidências crescentes apóiam a noção de que o dano à mielina, e particularmente aos axônios, reduz a velocidade da cognição em associação com a desaceleração da velocidade de condução.3
Em geral, a substância branca no cérebro pode ser imaginada como habilitadora transferência de informações, em contraste com o processamento de informações subservido pela massa cinzenta. A cognição normal requer ambas as características, permitindo operações mentais específicas em domínios como memória, linguagem e função visuoespacial, bem como a eficiência com que são realizadas. Uma distinção paralela útil é que a matéria branca fornece macroconectividade no cérebro – entre regiões remotas de massa cinzenta – em oposição à microconectividade que ocorre na massa cinzenta por meio da função sináptica. Os tratos de matéria branca, portanto, conectam regiões de matéria cinzenta amplamente dispersas em conjuntos neurais coerentes – redes neurais distribuídas – que se pensa mediar todos os aspectos da função superior.5
A neuroanatomia precisa da matéria branca é entendida apenas de forma rudimentar nível, como a maioria das informações foi coletada de estudos de rastreamento em primatas não humanos e investigações limitadas de cérebros humanos post-mortem. A origem, término, curso e interdigitação de tratos de matéria branca permanecem amplamente obscuros; portanto, a função desses tratos só pode ser inferida em termos provisórios. A importância da substância branca para a cognição humana é sugerida por muitas linhas de evidências, incluindo uma riqueza de informações sobre o papel dos sistemas mielinizados no desenvolvimento, envelhecimento e neurologia comportamental .3 A substância branca também pode ser crucial na evolução humana – um estudo recente de ressonância magnética concluiu que o volume da substância branca pré-frontal é a característica singular de distinção entre os cérebros de humanos e primatas não humanos.6
Leucoencefalopatias
Na prática neurológica clínica, distúrbios da substância branca são comumente vistos em todas as idades, e sua prevalência está aumentando à medida que a identificação de novas leucoencefalopatias com ressonância magnética está progredindo continuamente. A esclerose múltipla (EM) é a doença da substância branca do SNC mais conhecida em adultos, mas é apenas uma das mais de 100 entidades clínicas nas quais a substância branca é afetada de forma proeminente ou exclusiva.3 Genética, desmielinizante, infecciosa, inflamatória, tóxica, metabólica, vascular , distúrbios traumáticos, neoplásicos e hidrocefálicos podem todos produzir leucoencefalopatias e, notavelmente, alguma forma de comprometimento neurocomportamental foi associada a todos os distúrbios descritos anteriormente.3 Em indivíduos mais velhos, a leucoencefalopatia é extremamente comum e geralmente se manifesta como lesões conhecidas na substância branca de IRM como leucoaraiose (LA). Embora a origem e o significado cognitivo dessas lesões sejam controversos, parece cada vez mais provável que o AL geralmente resulte de isquemia cerebral e, quando suficientemente grave, tem consequências importantes para a função cognitiva.7
Os detalhes de como a leucoencefalopatia interrompe a função superior tem recebido um estudo mais formal. Devido ao fato de que a maioria dos distúrbios da substância branca é neuropatologicamente difusa ou multifocal, a síndrome clínica mais proeminente parece ser o comprometimento cognitivo; esta síndrome pode ser de gravidade suficiente para atender aos critérios de demência, caso em que o termo “demência da substância branca” é apropriado.8 A perda cognitiva ou demência por leucoencefalopatia pode ser subdiagnosticada de forma significativa, pois é geralmente leve no início e pode ser facilmente confundida com envelhecimento normal ou uma doença psiquiátrica. Síndromes neurocomportamentais focais, como afasia, apraxia, agnosia e amnésia também podem resultar de lesões da substância branca 1,9 e uma variedade de síndromes neuropsiquiátricas foram temporariamente associadas a distúrbios da substância branca.9 Em todos eles, a desconexão da substância cinzenta normalmente ligada áreas da matéria por lesões da substância branca fornecem uma estrutura útil para considerar os efeitos clínicos.
Neuroimagem
A introdução da ressonância magnética no início dos anos 1980 exerceu um efeito profundo na neurologia. Uma de suas vantagens mais impressionantes foi a capacidade de permitir imagens in vivo da substância branca como nunca antes. A ressonância magnética tornou possível ver a substância branca e suas lesões diretamente, levando a muitos avanços na compreensão de doenças como a EM, em que a patologia da substância branca é uma característica central. Mais recentemente, surgiram tecnologias adicionais, que expandem ainda mais as oportunidades de investigação desses transtornos. Um desses métodos, a imagem por tensor de difusão (DTI), tem o potencial de identificar os tratos da substância branca e caracterizar as lesões que os interrompem; uma ampla gama de condições normais e anormais pode ser iluminada pela aplicação desta “tractografia”. Outra inovação é a espectroscopia de ressonância magnética (MRS), que permite uma “biópsia não invasiva” das regiões da substância branca para determinar seus constituintes químicos. A MRS promete revelar, entre outros fenômenos, o grau de dano axonal que acompanha uma lesão da substância branca, proporcionando informações mais detalhadas sobre a extensão do dano neuropatológico e o potencial de recuperação. Estas e outras técnicas projetadas para avaliar a estrutura da substância branca, estão, portanto, se juntando às tecnologias impressionantes que podem representar a atividade metabólica cortical – tomografia por emissão de pósitrons (PET) e ressonância magnética funcional (fMRI). A combinação de imagens estruturais e funcionais oferece uma oportunidade sem precedentes para definir as redes neurais distribuídas que medeiam as operações cognitivas.10
Implicações clínicas
Os desafios clínicos apresentados pelas leucoencefalopatias envolvem prevenção, diagnóstico, prognóstico e tratamento.3 Em termos de prevenção, por exemplo, evidências clínicas e de neuroimagem emergentes indicam cada vez mais que o AL pode ser benigno até que uma certa carga de envolvimento seja ultrapassada, de modo que atenção vigorosa aos fatores de risco cerebrovasculares, como hipertensão, diabetes mellitus, hipercolesterolemia, obesidade e tabagismo podem ser perseguidos para evitar o aparecimento de demência.11 O diagnóstico de leucoencefalopatia é talvez a questão clínica mais comum e pode envolver uma variedade de exames de sangue, urina e líquido cefalorraquidiano, além de procedimentos neurorradiológicos.3 O prognóstico de várias leucoencefalopatias é importante para prever o curso clínico com tanto ac a cura possível.12 Finalmente, o tratamento desses distúrbios é vital e depende naturalmente do processo patológico específico envolvido; terapias tradicionais para doenças desmielinizantes e outros distúrbios da substância branca podem em breve ser aumentadas por métodos desenvolvidos para melhorar a remielinização com o uso de tecnologia de células-tronco.13
Oportunidades de pesquisa
Uma série de questões de pesquisa empolgantes são facilmente evidentes no contexto da substância branca e sua função. No nível da neuroanatomia, muito trabalho está à frente no esforço de estabelecer a identidade e a localização precisas dos tratos de substância branca. Não é inconcebível que toda a anatomia da macroconectividade no cérebro humano seja revisada à luz das descobertas das modernas técnicas de neuroimagem, como o DTI. Com essas informações, será possível desenvolver uma compreensão mais profunda das redes neurais distribuídas que medeiam funções superiores, combinando tractografia com neuroimagem funcional na busca de localizar operações cognitivas. Neurologistas comportamentais, neuropsicólogos e neuropatologistas podem agregar sua experiência para combinar dados clínicos e patológicos na crescente compreensão dos distúrbios da substância branca.14 Assim como as lesões focais da substância branca forneceram a base para o estudo de muitas síndromes clássicas de desconexão, 1 as leucoencefalopatias difusas e multifocais irão ceder cada vez mais ao estudo multidisciplinar de conectividade em andamento.15
Resumo
As leucoencefalopatias representam um grupo grande e em expansão de distúrbios neurológicos que apresentam uma oportunidade única para o estudo da substância branca, síndromes de desconexão e neurociência Cognitiva. Depois de ser relativamente negligenciada na investigação da cognição devido a grandes lacunas na compreensão de sua estrutura e função, a matéria branca assumiu agora uma posição mais proeminente na compreensão das relações cérebro-comportamento.Com os avanços impressionantes da neuroimagem aliados às abordagens clínicas e neuropatológicas, pode-se esperar um progresso contínuo nesta área, o que terá implicações importantes para os clínicos e pesquisadores da neurociência.