Triagem cognitiva

Estudo publicado na Age and Ageing, demonstra ferramenta de auto-relato desenvolvida pela Universidade Murdoch com objetivo de detectar doença de Alzheimer e outras formas de demência, inventário de Comprometimento Cognitivo Subjetivo McCusker, McSCI, resultado de mais de uma década de pesquisa liderada pelo Professor de Psicologia e Neurociência Clínica Hamid Sohrabi no Centro de Envelhecimento Saudável, parte do Health Futures Institute de Murdoch. Em colaboração com o professor Ralph Martins AO, diretor de pesquisa da Alzheimer's Research Australia, além de colegas da Edith Cowan University, da Macquarie University e University of Western Australia, demostra que "o McSCI é contribuição ao campo da saúde cognitiva e triagem de demência permitindo identificar indivíduos com níveis moderados a graves de declínio cognitivo subjetivo, SCD, com 99,9% de precisão". O questionário de auto-relato é composto por 46 itens avaliando preocupações em 6 domínios cognitivos, ou, memória, linguagem, orientação, atenção e concentração, habilidades de construção visual e função executiva, sendo importante que a ferramenta será Open Access significando que não terá custo à clínicos ou pesquisadores na esperança que a utilização do McSCI se torne comum à triagem precoce de demência, esclarecendo que, "a ferramenta é útil para detectar declínio cognitivo relacionado a processos neurodegenerativos como estágios pré-clínicos da doença de Alzheimer". O cientista avalia que para controlar a doença de Alzheimer importa lidar com ela rapidamente demonstrando que "o diagnóstico precoce é essencial para que os tratamentos sejam eficazes, ao passo que o McSCi é ferramenta para rastrear indivíduos com alto risco de Alzheimer e demência" e, dos mais de 421 mil australianos que vivem com demência hoje, a doença de Alzheimer é a forma de demência mais comumente diagnosticada em adultos mais velhos. Considerando avanços em imunoterapias, especificamente medicamentos aprovados pela FDA, Lecanemab e Donanemab, sugerem que quanto mais cedo a doença for detectada mais eficaz é o tratamento, apesar dos primeiros sinais de demência podendo ser muito sutis e diferirem de pessoa para pessoa com, a Dementia Australia, explicando que os sinais iniciais mais comuns de demência incluem, mas não estão limitados a, perda de memória, alterações nas habilidades de planejamento, resolução de problemas e dificuldades em concluir tarefas cotidianas. O McSCI distingue com precisão experiências pré-clínicas de declínio cognitivo e experiências relatadas em estágios clínicos de demência, servindo portanto melhor na detecção em risco, em vez de com demência e, a diretora executiva da Alzheimer's Research Australia, esclarece que o "McSCI é salto na detecção precoce e gerenciamento da demência oferecendo promessa à aqueles em risco, ferramenta que causará impacto na triagem de saúde cognitiva e dará esperança a indivíduos e suas famílias". Com o envelhecimento da população australiana e expectativa que 1 milhão de pessoas vivam com demência em 2050 é urgente a necessidade de teste de SCD preciso e confiável com "o McSCI eliminando o jogo de adivinhação aos médicos e dando paz de espírito a indivíduos e suas famílias" em que "torna possível o primeiro passo dessa previsão que resulta em economia de tempo, dinheiro e recursos do sistema de saúde."

Em Cambridge, cientistas desenvolveram ferramenta IA capaz de prever em 4 de 5 casos se pessoas com sinais precoces de demência permanecerão estáveis ​​ou desenvolverão doença de Alzheimer, afirmando que a abordagem pode reduzir necessidade de testes diagnósticos invasivos e caros ao mesmo tempo que melhora resultados do tratamento precoce quando intervenções como mudanças no estilo de vida ou novos medicamentos podem ter chance de funcionar melhor. A demência é desafio global significativo à saúde afetando mais de 55 milhões de pessoas no mundo a custo anual de US$ 820 bilhões, esperando-se que o número de casos triplique nos próximos 50 anos sendo a principal causa da demência a doença de Alzheimer que responde por 60-80% dos casos em que a detecção precoce é crucial, quando tratamentos provavelmente são mais eficazes, no entanto, diagnóstico e prognóstico precoces da demência podem não ser precisos sem testes invasivos ou caros como tomografia por emissão de pósitrons, PET, ou punção lombar, não disponíveis em todas as clínicas de memória e, como resultado, um terço dos pacientes pode ser diagnosticado incorretamente e outros diagnosticados tarde demais para que o tratamento seja eficaz. Pesquisa publicada na eClinical Medicine, demonstra que Cientistas do Departamento de Psicologia da Universidade de Cambridge desenvolveram modelo de ML, Aprendizado de Máquina, capaz de prever se e quão rápido um indivíduo com problemas leves de memória e pensamento progredirá para desenvolver Alzheimer demonstrando que é mais preciso que as ferramentas de diagnóstico clínico atuais sendo que no modelo, pesquisadores usaram dados de pacientes coletados rotineiramente, não invasivos e de baixo custo, ou, testes cognitivos e exames de ressonância magnética estrutural mostrando atrofia da substância cinzenta de mais de 400 indivíduos que faziam parte de pesquisa nos EUA. Testaram o modelo usando dados de pacientes do mundo real de mais 600 participantes do grupo norte americano e, mais importante, dados longitudinais de 900 pessoas de clínicas de memória no Reino Unido e Singapura em que o algoritmo distinguiu entre pessoas com comprometimento cognitivo leve estável e as que progrediram à doença de Alzheimer em um período de 3 anos, identificando corretamente indivíduos que desenvolveram Alzheimer em 82% dos casos e corretamente aqueles que não desenvolveram em 81% dos casos a partir de testes cognitivos e apenas 1 ressonância magnética. O algoritmo foi 3 vezes mais preciso na previsão da progressão à Alzheimer que o padrão atual de tratamento, isto é, marcadores clínicos padrão como atrofia da substância cinzenta ou pontuações cognitivas ou diagnóstico clínico mostrando que o modelo reduz significativamente o diagnóstico incorreto, também permitiu que pesquisadores estratificassem pessoas com Alzheimer usando dados da primeira visita de cada pessoa à clínica de memória em 3 grupos, ou, aqueles cujos sintomas permaneceriam estáveis, 50% dos participantes, aqueles que progrediriam à Alzheimer lentamente, 35%, e aqueles que progrediriam mais rapidamente, 15%. As previsões foram validadas ao analisar dados de acompanhamento ao longo de 6 anos ao identificar pessoas em estágio inicial o suficiente para que possam se beneficiar de novos tratamentos, ao mesmo tempo que identifica pessoas que precisam monitoramento próximo, pois sua condição provavelmente se deteriorará rapidamente ressaltando que 50% das pessoas que apresentam sintomas como perda de memória, mas permanecem estáveis, seriam melhor encaminhados à caminho clínico diferente pois seus sintomas podem ser causados ​​por outras causas além da demência, como ansiedade ou depressão.

Moral da Nota: investigadores da doença de Alzheimer determinaram a estrutura de moléculas no cérebro humano com estudo publicado na Nature, descrevendo como usaram tomografia crioeletrônica guiada por microscopia de fluorescência explorando o cérebro de doador com doença de Alzheimer e originando mapas tridimensionais nos quais puderam observar proteínas dentro do cérebro, blocos de construção moleculares da vida, um milhão de vezes menores que um grão de arroz. O estudo se concentrou em 2 proteínas que causam demência, ou, a 'β-amiloide', proteína que forma placas microscópicas, e 'tau', outra proteína que, na doença de Alzheimer, forma filamentos anormais que crescem nas células e se espalham pelo cérebro, revelou a estrutura molecular do tau no tecido, como os amiloides são organizados e novas estruturas moleculares envolvidas nessa patologia no cérebro. A demência é a principal causa de morte no Reino Unido com Alzheimer sua forma mais comum, acreditando-se que tanto as placas β-amiloides quanto os filamentos tau anormais interrompem a comunicação celular, levando a sintomas como perda de memória e confusão, além de morte celular com o principal autor e professor associado da Faculdade de Biologia da Universidade de Leeds, esclarecendo que, "este primeiro vislumbre da estrutura das moléculas no cérebro humano oferece mais pistas sobre o que acontece com as proteínas na doença de Alzheimer e também estabelece abordagem experimental aplicada para entender melhor ampla gama de doenças neurológicas devastadoras." Catálogo de estruturas moleculares nos últimos 70 anos foi acumulado por cientistas e cada um trabalhando com proteínas isoladas em tubo de ensaio, no entanto, há muito se sabe que a maioria das funções na biologia são consequência de uma orquestra de muitas proteínas diferentes, sendo que este estudo realizado na Universidade de Leeds em colaboração com cientistas da Amsterdam UMC, Zeiss Microscopy e da Universidade de Cambridge, é parte de esforços de biólogos estruturais no estudo das proteínas dentro de células e tecidos, ambiente nativo, como trabalham juntas e afetam umas às outras em células e tecidos humanos devastados por doenças.

O gato filosófico

A experiência mais famosa da física quântica, o gato filosófico de Schrodinger, levou ao desenvolvimento da física atômica questionando o conceito de real que a modernidade ergueu sobre a mecânica clássica estabelecendo que os modelos explicativos deterministas, que funcionavam com precisão no mundo macro, tornavam-se inconsistentes quando se aprofundava na compreensão do mundo micro, assim, ao estabelecer o princípio da indeterminação ou incerteza, Werner Heisenberg discutiu a possibilidade de uma causalidade mecânica fechada no âmbito da física rompendo com qualquer explicação fechada em termos de causas e efeitos unidirecionais do mundo. O princípio formulado em 1925 indica que quanto mais preciso é o conhecimento da posição de uma partícula mais imprecisa é a medição da massa e da velocidade e, a distância por exemplo, é indiferente que seja medida em kms ou milhas porque não a altera, mas o resultado varia se usado um método ou outro e, com ele, o valor da mesma não anulando a validade da física clássica, mas matizando sua precisão em que a mecânica clássica se propõe trabalhar com quantidades mensuráveis porque supõe que é possível conhecer a medida exata do que se quer em qualquer dos seus aspectos, por isso, postula visão determinista e invariável do real. O conceito que o princípio da incerteza anula o determinismo é questionado mas implica na aceitação de ideia estranha, ou, que na realidade não existem posições, massas ou velocidades de partículas e, sim, ondas quantificáveis mediante funções complexas, desse modo, a indeterminação de um sistema seria apenas aparente, já que a ideia, não modifica o problema intuitivo da alteração de um sistema ao medi-lo e a mudança de partículas à ondas não resolve a questão do fechamento epistemológico da física levantada por Schrodinger que idealizou o conhecido experimento mental do gato em 1935.

Imaginemos um gato colocado em uma caixa opaca equipada com um dispositivo formado por um frasco de vidro contendo veneno volátil e um martelo suspenso sobre o frasco, de modo que se cair sobre ele, o quebrará, fazendo escapar o veneno, para garantir a autossuficiência do sistema, o martelo foi conectado a mecanismo de detecção de partículas alfa, de modo que se detectada a presença de pelo menos uma, será acionado e cairá. Ao lado do detector, coloca-se um átomo radioativo com 50% de probabilidade de emitir partícula alfa no decorrer de uma hora, aí, fecha-se a caixa e espera, ao final de uma hora, há 2 eventos possíveis de ocorrerem, ou, o átomo emitiu uma partícula alfa e ativou a armadilha de veneno, ou, não a emitiu e em consequência o gato estará vivo ou morto, sendo que o interessante é que não se pode saber o que aconteceu sem abrir a caixa. Daí, um cientista empenhado em garantir a qualidade preditiva busca desenvolver um modelo que permita antecipar o que aconteceu ao gato antes de vê-lo e recorrerá a formulação do problema na chave da mecânica quântica, assim, o gato será descrito por uma função de onda complicada que será o resultado da superposição dos 2 estados possíveis combinados a 50%, isto é, o Gato vivo e o Gato morto. Ao ser aplicado o formalismo quântico, acontece algo que leva a perplexidade, o gato estaria vivo e morto ao mesmo tempo, acontecendo um único modo positivo de descobrir o que aconteceu, isto é, a caixa é aberta, mas a realização desta comprovação, medição, altera o sistema, pois rompe a superposição de estados descrita na função e, neste momento aparece o determinismo que impõe o senso comum nos indicando que, como o gato não podia estar vivo e morto ao mesmo tempo, já devia estar vivo ou morto antes. A mecânica quântica nos informa algo mais perverso, isto é, enquanto ninguém abrir a caixa, o gato se encontra em um estado indefinido, formado pela superposição dos 2 estados possíveis, ou, A e B, significando forma de controle que se aplica a um sistema que o altera e determina, porque o modifica. Tal modelo mental nos leva a interpretação quântica mostrando que não é tão "óbvio" quanto o senso comum indica que se pode alcançar a certeza final sobre algo, visto que existe um componente probabilístico ingovernável sendo que antecipar, não prever, paradoxo, a fim de avançar a ideia de um modelo preditivo que permita saber o que acontecerá ao gato. Zlatko Minev, membro da equipe liderada por Michel Devoret na Universidade Yale diz que o "salto quântico", ou seja, o momento em que se decide se o gato vive ou morre, não é tão abrupto como se pensava embora não tenha sido observado experimentalmente até 1980, já que, o conceito de salto quântico se deve a Niels Bohr sendo o que acontece quando se mede a informação quântica de um átomo ou molécula o chamado bit ou qubit e, ao fazer essa medição, o átomo "salta" de um estado de energia à outro e, se sabe que a longo prazo, estes saltos são imprevisíveis. A equipe de Yale estabeleceu que, embora não seja possível prever exatamente as mudanças em um sistema, seria aceitável dispor de um dispositivo de monitoramento que fornecesse sinal antecipado de que um salto quântico vai ocorrer, dando coerência física ao sistema em estudo e, em condições ideais, anteciparia a morte do gato e até mesmo a reverteria antes que acontecesse, bastante paradoxal por si só, sendo que tal descoberta não invalida a utilidade do paradoxo de Schrodinger, uma vez que não rompe com o dogma quântico que o futuro é aleatório, não alterando o fundamento do princípio da indeterminação, indica que é possível ter um meio que avise que vai ocorrer uma mudança no sistema que se estuda.

Moral da Nota: em palestra proferida em 1937 na Escola Superior Técnica de Munique, 'Determinismo ou indeterminismo? ' Max Planck disse que é impossível sondar o interior de um corpo quando a sonda é maior que o corpo inteiro, mas felizmente, temos um instrumento de medição que não está sujeito a quaisquer limites de sutileza, esta é a fuga do nosso pensamento sendo os pensamentos mais sutis que átomos e elétrons e, mentalmente, podemos decompor o núcleo de um átomo com a mesma facilidade com que podemos transpor uma distância cósmica de milhões de anos-luz. Frequentemente ouve-se a opinião que a natureza cobre muito mais campo do que se imaginava e a nação humana é capaz de dominar e o que é justo, exatamente, é o que é contrário já que no domínio incomensurável do mundo dos pensamentos, a natureza ocupa apenas um distrito pequeno sendo verdade que o jogo dos pensamentos precisam sempre da excitação de um impulso externo através de qualquer experiência da natureza. Uma das consequências mais importantes e controversas do princípio da incerteza descoberto por Heisenberg em fevereiro de 1927, aparentemente descoberto durante visitas a Borh, em Copenhague, quando caminhava pelas florestas na periferia da cidade mostrou que as formulações da teoria quântica de HeiSenberg, mecânica matricial, e Schrodinger, mecânica ondulatória, eram matematicamente equivalentes significando que descreviam muito bem processos subatômicos, mas havia algo os separava, ou, a interpretação física. Mecânica das ondas parecia capaz de remover saltos quânticos da física, ou continuidades, como os físicos da época costumavam chamá-las e terminando com a dualidade contínua-discreta, onda-partícula, de uma só vez, mas não estava claro qual era o significado físico da função de onda e, quando verificou-se que ambos eram equivalentes, matematicamente falando, o problema tornou-se mais grave emergindo o questionamento de como foi possível 2 teorias aparentemente díspares serem capazes de explicar tão bem os mesmos fenômenos e como interpretar corretamente a recém-descoberta mecânica quântica, apenas um truque matemático ou algo mais acontecendo. 'Schrodinger é menos conhecido por contribuir com ideias revolucionárias na biologia, pode-se dizer que foi o primeiro cientista conceber a existência de um “código genético”, 10 anos antes da descoberta do DNA por Watson e Crick e em 944, publicou o livro intitulado "What is Life?" como resultado de conferências informativas aparecendo aí 2 ideias fundamentais, ou, que a vida está em a formação e, consequentemente, a evolução dos sistemas biológicos respeita leis da Termodinâmica, ou seja, leva a aumento da “entropia interpretada como desordem ou complexidade e que a herança biológica deve ser transmitida com base em “cristais aperiódicos”, ou seja, compostos químicos de estrutura regular, não repetitiva, capazes de codificar informações. Anos depois, essas ideias estiveram presentes na descoberta da conhecida estrutura de dupla hélice do DNA reconhecida pelo próprio James Watson no livro “DNA, The Secret of Life” ao passo que Schrodinger, dedicou, sem sucesso, os últimos anos de sua carreira científica ao desenvolvimento de uma teoria de campo unificado que explicasse ao mesmo tempo a gravidade, o eletro magnetismo e as forças nucleares, como se sabe, este continua a ser um dos grandes desafios pendentes da Física.

Mapeamento cerebral

Pesquisa da Universidade da Califórnia, San Diego, mapeou interruptores genéticos em  tipos diversos de células cerebrais, analisando mais de um milhão de células cerebrais humanas, o estudo, parte da Iniciativa BRAIN, destacou a relação entre  tipos de células e distúrbios neuropsiquiátricos usando IA para prever efeitos de variantes genéticas específicas de alto risco. Produziram mapas de mudanças genéticas em células cerebrais e revelaram ligações entre tipos específicos de células e distúrbios neuropsiquiátricos comuns, além de desenvolver ferramentas IA para prever influência de variantes genéticas individuais de alto risco entre células e como podem contribuir para doenças. A pesquisa inovadora, apresentada em edição da Science é parte da Iniciativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies, ou, The BRAIN Initiative, do Instituto Nacional de Saúde, lançada em 2014, visando revolucionar compreensão do cérebro, em parte, por neurotecnologias para caracterizar tipos de células neurais. Cada célula do cérebro contém a mesma sequência de DNA, mas diferentes tipos usam genes diferentes em quantidades diversas, variação que produz tipos diferentes de células cerebrais e contribui à complexidade dos circuitos neurais e, aprender como esses tipos de células diferem em nível molecular, é fundamental para compreender como o cérebro funciona desenvolvendo meios de tratar doenças neuropsiquiátricas. O estudo analisou mais de 1,1 milhão de células cerebrais em 42 regiões cerebrais distintas de 3 cérebros humanos, identificando 107 subtipos de células cerebrais correlacionando aspectos da biologia molecular a ampla gama de doenças neuropsiquiátricas, incluindo esquizofrenia, transtorno bipolar, doença de Alzheimer e depressão grave, além da utilização dos dados para criar modelos de aprendizagem automática e prever como variações de sequência ADN influenciam  regulação genética e contribuem à doenças.

Poucas pessoas tinham ouvido falar de Demência Frontotemporal até o diagnóstico do ator Bruce Willis de 68 anos, sendo doença rara responsável por um em cada 20 casos de demência, cujos  sintomas se desenvolvem por volta dos 50 anos, afetando comportamento, personalidade e capacidade linguística e,  ao contrário de outras formas de demência, a memória só fica prejudicada nas fases finais da doença. Pacientes com diagnóstico de demência frontotemporal geralmente morrem 8 anos após o diagnóstico embora 30% dos casos sejam hereditários, sendo que se desconhece a causa significando que não há cura ou tratamento disponível para retardar a progressão. Investigação da Universidade de Lund aproxima a compreensão em como a doença se desenvolve e progride, pela aparência do cérebro podendo determinar resiliência à doença esclarecendo que, na gravidez, à medida que o cérebro fetal cresce, desenvolve suas circunvoluções distintas enquanto se expande no crânio, sendo que as circunvoluções cerebrais desempenham papel na função cognitiva posterior. Formam-se no início do desenvolvimento fetal e são encontradas em ambos os lados do cérebro havendo uma que às vezes se desenvolve mais tardiamente no chamado sulco paracingulado e, naqueles que o possui, pode estar presente em um lado do cérebro ou ambos, sua presença pode fazer diferença na capacidade cognitiva, por exemplo, a pesquisa mostra que possuidores do sulco paracingulado esquerdo têm vantagem cognitiva e desempenho melhor em tarefas envolvendo controle e  memória. A ligação entre sulco paracingulado e a função cognitiva deu início ao estudo do papel desta circunvolução cerebral na demência estudando imagens cerebrais de ressonância magnética de 186 pessoas diagnosticadas com demência frontotemporal, excluídos participantes de causa genética e, cerca de 57% apresentavam sulco paracingulado no lado direito do cérebro, daí, os sintomas de demência começaram em média 2 anos e meio depois significando que o sulco paracingulado pode atrasar o início dos sintomas. Os pacientes com esta circunvolução cerebral extra adoeceram mais rapidamente e sobreviveram por período mais curto que pacientes que não têm a circunvolução, assim, apesar do atraso nos sintomas, os pacientes com e sem este detalhe anatômico cerebral extra ainda morreram em idade semelhante, sendo que a pesquisa é a primeira identificar estrutura protetora no cérebro que atrasa  o início dos sintomas em pessoas com demência frontotemporal.

Moral da Nota: smartphones e tablets são utilizados em hospitais americanos para permitir que pacientes acessem seu histórico médico e prescrições, conversem com especialistas e, ao utilizar Big Data, integra sistemas de TI na clínica, analisa informações sobre pacientes à diagnóstico e tratamento mais precisos com armazenamento em nuvem e algoritmos de aprendizado de máquina, tornando-se realidade. Fatores no desenvolvimento de hospitais inteligentes são necessidade urgente de melhorar a qualidade dos serviços médicos, terceirizar serviços médicos, por exemplo, vacinação, serviços laboratoriais, etc, maior envolvimento do paciente no tratamento, cuidados mais centrados no paciente, criar mais valor a custo razoável. Um hospital inteligente é ecossistema digital que inclui partes interessadas baseado em infraestrutura de TI cujos papéis dos interessadas conhecidos podem mudar e surgir partes interessadas atípicas, não é a digitalização de procedimentos médicos, mas, a reforma dos tradicionais e a construção de novos processos de negócios, sistemas de gestão de saúde à formação de valor que, talvez, nem existissem antes. A Clínica Mayo é centro médico acadêmico americano sem fins lucrativos focado em saúde integrada, educação e pesquisa, emprega mais de 4.500 médicos e cientistas,  com outros 58.400 funcionários administrativos e de saúde aliados, com receita de US$ 12,6 bilhões em 2018 e usa Big Data fornecendo análises à beira do leito em tempo real à cada paciente, permitindo economizar até 5 minutos na análise de informações, utilizando competências dos médicos, aumentando validade das decisões e reduzindo custos. Dispositivos vestíveis representam forma não invasiva de agregar e analisar dados fisiológicos pessoais de pacientes, são usados para melhorar o bem-estar  em cardiologia, neurologia e diabetes, contudo, o potencial à sua aplicação é mais amplo e estende-se a outros sistemas e doenças e decorrente a consequências das alterações climáticas podem afetar áreas de forma diferente, dependendo da zona geográfica, havendo necessidade de monitorização local constante dos potenciais impactos e de atualizações regulares sobre medidas para prevenir perturbação das cadeias de abastecimento, infra-estruturas e desastres sócio econômicos.