Biofísica clínica na eletroestimulação em seres humanos

Resumo

No cérebro humano, o emprego da eletroestimulação controlada tem possibilitado avanços na neuromodulação não invasiva, como ocorre na Estimulação Elétrica Transcraniana (EET) de forma segura e controlada. Este estudo teve como objetivo analisar os fundamentos biofísicos clínicos e as aplicações terapêuticas da eletroestimulação transcraniana em seres humanos. Foi realizada revisão bibliográfica na base de dados PubMed, utilizando os descritores transcranial direct current stimulation, transcranial alternating current stimulation, neuromodulation, combinados com o operador booleano AND. Foram incluídos artigos publicados nos últimos 5 anos, que abordassem estudos clínicos realizados em seres humanos, explorando as bases biofísicas e terapêuticas da técnica. Os resultados indicaram que uma das classificações da EET, a Estimulação Elétrica Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) tem utilizado corrente contínua de baixa intensidade, geralmente entre 1 e 2 mA, aplicada por eletrodos no couro cabeludo, gerando campos elétricos intracranianos capazes de modificar o potencial de membrana neuronal. Essa corrente sofre dissipação ao atravessar tecidos condutores com distintas resistências, mas ainda assim alcança níveis suficientes para alterar a excitabilidade neuronal sem diretamente induzir potenciais de ação. Na Estimulação Elétrica Transcraniana por Corrente Alternada (ETCA) têm sido empregadas correntes alternadas em frequência controlada, sincronizando oscilações elétricas cerebrais naturais, favorecendo o acoplamento entre regiões cerebrais específicas (Huang et al., 2021). Modelos computacionais têm sido fundamentais para prever a distribuição espacial dos campos elétricos dentro do cérebro, ao considerar a heterogeneidade condutiva dos tecidos, possibilitando a especificação dos protocolos terapêuticos (Preisig e Hervais-Adelman, 2022). Esses campos elétricos controlados modificam padrões de conectividade funcional no cérebro humano, favorecendo a plasticidade sináptica, o que constitui um princípio biofísico essencial para a eficácia terapêutica observada em condições como depressão e dor crônica. Além disso, a aplicação da eletroestimulação transcraniana tem sido empregada em pacientes com doenças neurodegenerativas, como a Doença de Parkinson. Estudos recentes demonstraram que a ETCC tem promovido melhorias significativas tanto nos sintomas motores quanto nos aspectos cognitivos dos pacientes, embora ainda sejam necessários estudos adicionais para otimização dos resultados clínicos (Duan e Zhang, 2024). A eletroestimulação tem induzido efeitos neuroplásticos por meio de mecanismos como plasticidade dependente do tempo de disparo e acoplamento fase-disparo, contribuindo para a modulação adaptativa dos circuitos neuronais (Agboada et al., 2025). A interface entre a física, a engenharia biomédica e a área da saúde tem permitido transformar os estímulos elétricos em respostas terapêuticas de pacientes, favorecendo a aplicação clínica desses recursos. Isso garante o desenvolvimento de tratamentos inovadores que utilizam princípios biofísicos no cuidado à saúde, especialmente em contextos neurológicos e neurodegenerativos, a partir da interdisciplinaridade científica.
 
Palavras-chave: eletroestimulação; eletroterapia; engenharia biomédica; terapia médica.
 
Referências:
AGBOADA, D. et al. Neuroplastic effects of transcranial alternating current stimulation (tACS): from mechanisms to clinical trials. Frontiers in Human Neuroscience, v. 19, p.3 -7, 2025.
DUAN, Y.; ZHANG, J. Transcranial electrical stimulation for Parkinson’s disease: current perspectives and future directions. NPJ Parkinson’s Disease, v. 10, n.1, p.214, 2024.  
HUANG, Y. et al. Transcranial alternating current stimulation entrains alpha oscillations by preferential phase synchronization of fast-spiking cortical neurons to stimulation waveform. Nature Communications, v. 12, n. 1, p. 2-5, 2021.                                  
PREISIG, B. C.; HERVAIS-ADELMAN, A. The predictive value of individual electric field modeling for transcranial alternating current stimulation induced brain modulation. Frontiers in Neuroscience, v. 16, p. 6, 2022.