A pesquisa, realizada com um manguito vesta­vel, fornece um novo manãtodo para monitorar os movimentos em bebaªs e novos insights sobre como os reflexos dos bebaªs - como chutar - se desenvolvem. Esses insights e a braçadeira também podem ser usados ​​para detectar os primeiros sinais de distúrbios motores, como paralisia cerebral.

A pesquisa, publicada hoje na Science Advances , foi feita em colaboração com a Fundação Santa Lucia e o Hospital Casilino de Roma.

Os bebaªs comea§am a chutar como fetos no aºtero e continuam a chutar instintivamente atéos quatro meses de idade. Os chutes envolvem principalmente os neura´nios espinhais, assim como os reflexos protetores encontrados em adultos, como remover rapidamente a ma£o do calor. No entanto, não se sabe muito sobre como o movimento égerado em umnívelneuronal porque uma análise detalhada de células nervosas individuais não era possí­vel sem cirurgia.

Agora, os pesquisadores da Imperial e da Santa Lucia Foundation desenvolveram um manguito não invasivo que desliza sobre as pernas de bebaªs que chutam livremente para monitorar a atividade neuronal sem a necessidade de cirurgia. O sistema decodifica os potenciais de campo elanãtrico nasuperfÍcie do corpo e reverte matematicamente seu processo de geração, identificando assim a atividade neural da medula espinhal.

Usando a braçadeira, os pesquisadores descobriram que, ao contra¡rio dos movimentos rápidos das pernas em adultos, os chutes dos bebaªs são gerados pelos neura´nios na medula espinhal disparando exatamente ao mesmo tempo. Essa 'sincronização extrema', dizem os pesquisadores, aumenta a força gerada pelos maºsculos ligados aos nervos - o que explica por que os chutes dos bebaªs podem ser relativamente fortes e rápidos, embora seus maºsculos ainda sejam fracos e lentos.

Os pesquisadores afirmam que esses resultados, publicados hoje na Science Advances, são de importa¢ncia crucial para nossa compreensão do desenvolvimento das redes neurais espinhais.

O autor principal, Professor Dario Farina, do Departamento de Bioengenharia do Imperial, disse: “Esta éuma descoberta fundamental de como os fetos e bebaªs se desenvolvem. As descobertas, e a nova tecnologia que nos ajudou a fazer a descoberta, podem ajudar a monitorar o desenvolvimento de bebaªs e detectar sinais de distúrbios motores como paralisia cerebral desde o ina­cio. ”

O coautor saªnior, Professor Francesco Lacquaniti, da Universidade de Roma Tor Vergata e da Santa Lucia Foundation acrescentou: “O novo manguito de monitoramento éuma conquista tecnologiica empolgante que pode nos ajudar a monitorar bebaªs em busca de sinais de problemas motores para que possamos diagnostica¡-los e trata¡-los precocemente . ”

O manguito se conecta a  parte inferior da perna e contanãm uma interface neuromuscular que registra os sinais elanãtricos na pele. Em seguida, ele decodifica esses sinais e seus tempos para descobrir quais neura´nios da medula espinhal estãodisparando e com que rapidez.

Eles testaram a braçadeira em quatro bebaªs sauda¡veis ​​de dois a 14 dias que chutavam livremente e em doze homens adultos fazendo vários movimentos.

Eles descobriram que, em bebaªs, todos os neura´nios disparam pra³ximos a tempo de gerar um chute, ao passo que houve significativamente menos sincronização nos indivíduos adultos.

O professor Farina disse: “Gerar movimentos rápidos évital para a sobrevivaªncia e saúde humana. Os bebaªs já podem chutar muito rápido poucos dias após o nascimento, e agora sabemos que eles fazem isso usando todos os nervos espinhais ao mesmo tempo. ”

Acredita-se que os chutes do bebaª fortalea§am os maºsculos das pernas e preparem o bebaª para rolar e, eventualmente, aprender a andar. No entanto, os pesquisadores dizem que suas descobertas podem sugerir outra vantagem.

O primeiro autor, Dr. Alessandro Del Vecchio, do grupo de pesquisa do Professor Farina no Departamento de Bioengenharia disse: “A força e a velocidade do chute, bem como a sincronização da atividade nervosa, podem sugerir que o chute tem uma vantagem protetora mais imediata para os bebaªs. Talvez os bebaªs tenham desenvolvido chutes fortes durante a evolução para evitar perigos potenciais como predadores. ”

Os pesquisadores agora estãoestudando o monitoramento de neura´nios espinhais em bebaªs com distúrbios motores, como paralisia cerebral. Eles esperam que sua pesquisa possa ajudar a desenvolver novos marcadores clínicos para o diagnóstico precoce desses tipos de distúrbios.

Este trabalho foi financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa .

“Motoneura´nios espinhais do recanãm-nascido humano são altamente sincronizados durante os movimentos das pernas” por Alessandro Del Vecchio, Francesco Lacquaniti, Dario Farina, publicado em 20 de novembro de 2020 na Science Advances .