Estudos do Instituto Santos Dumont usam neuroengenharia para compreender alterações cerebrais e ampliar possibilidades de reabilitação
Alterações de memória e atenção estão entre as manifestações associadas à Covid longa, condição que pode persistir por meses após a infecção e afetar desde a rotina de trabalho até as atividades cotidianas. No Brasil, 13,8 milhões de pessoas apresentaram sintomas persistentes ou novas manifestações após a Covid-19 até o primeiro semestre de 2023, segundo o Ministério da Saúde. Em paralelo, o envelhecimento da população aumentou a demanda relacionada às demências, no SUS, 56,2 milhões de atendimentos ambulatoriais relacionados ao Alzheimer foram identificados apenas em 2025. É diante desse quadro que o Instituto Santos Dumont (ISD) concentra esforços de pesquisa, para compreender alterações cerebrais associadas ao Alzheimer e treinar padrões de atividade cerebral relacionados ao movimento em pessoas com lesão medular.
Covid longa e impacto sobre a cognição
A condição pós-Covid-19, também chamada de Covid longa, é caracterizada pela permanência ou surgimento de sintomas até três meses após a infecção, com duração de pelo menos dois meses. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), aproximadamente seis em cada 100 pessoas infectadas desenvolvem a condição. Entre as manifestações estão fadiga, falta de ar, dores musculares ou articulares, distúrbios do sono e dificuldades para pensar ou se concentrar.
No Brasil, o Ministério da Saúde aponta que cerca de 55 milhões de pessoas foram infectadas pelo coronavírus até o primeiro semestre de 2023. Dessas, 25,1% continuaram apresentando sintomas após 30 dias ou desenvolveram novas manifestações. Entre 2021 e 2024, foram registrados 180.581 atendimentos relacionados à condição pós-Covid, enquanto 4.981 óbitos foram notificados entre 2020 e 2024.
A revisão publicada na The Lancet, mostra que a Covid longa pode envolver diferentes mecanismos biológicos, como persistência de componentes virais, alterações da resposta imunológica e processos inflamatórios. A condição não possui um exame específico e o tratamento é individualizado, com controle dos sintomas e, quando necessário, reabilitação.
Estudo relaciona alterações ao declínio cognitivo
As dificuldades cognitivas também fazem parte de um problema mais amplo associado ao envelhecimento. Estimativas do Ministério da Saúde indicam que aproximadamente 1,8 milhão de brasileiros com 60 anos ou mais convivem com algum tipo de demência. A projeção é de que esse número alcance 5,7 milhões até 2050. No SUS, os 56,2 milhões de registros relacionados ao Alzheimer em 2025 correspondem a atendimentos e internações, e não ao número de pessoas atendidas.
É nesse contexto que um estudo publicado em 2026 na revista Aging and Disease investigou a relação entre placas da proteína beta-amiloide (Aβ), células de defesa do sistema nervoso chamadas microglias e desempenho cognitivo. A pesquisa analisou amostras cerebrais de 75 idosos, sendo 39 com cognição preservada e 36 com Alzheimer.
Os pesquisadores utilizaram a técnica imuno-histoquímica duplex e ferramentas de aprendizado de máquina para analisar diferentes camadas do giro temporal médio, região do córtex cerebral. Os resultados mostraram que, nas camadas 3 e 4, o tamanho das placas de beta-amiloide apresentaram associação inversa com o desempenho no teste cognitivo Mini Exame do Estado Mental (MMSE).
Edgard Morya, gerente do Instituto Santos Dumont (ISD), explica que a relação observada entre o tamanho das placas e o desempenho cognitivo pode ajudar a direcionar novas investigações. Ele informa que a distribuição dessas estruturas nas diferentes camadas cerebrais pode estar relacionada a diferenças no declínio cognitivo entre indivíduos. “Ao observar nas camadas 3 e 4 que o tamanho médio da placa tem relação com o declínio cognitivo, isso estimula o desenvolvimento de novas ferramentas.
Ou seja, duas pessoas com volume total semelhante podem ter diferentes declínios cognitivos devido a diferença da organização nas camadas”. Já nas camadas 5 e 6, maior presença de microglias associadas às placas esteve relacionada a menores resultados nos testes de cognição global. A expressão dessas células também apresentou associação negativa com medidas de memória em determinadas camadas.
A análise das características permite observar não apenas quanto material amilóide está presente, mas onde ele se concentra e como as células de defesa se relacionam com essas estruturas. O trabalho aponta as microglias associadas às placas como um possível alvo para futuras estratégias terapêuticas, mas os resultados ainda pertencem ao campo da investigação científica.
Morya destaca que compreender o funcionamento das microglias diante da presença de beta-amiloide pode ajudar a investigar mecanismos relacionados à evolução da demência e, futuramente, orientar a busca por novas estratégias terapêuticas. “O conhecimento do mecanismo de ação das micróglias associadas a placas serve como potencial alvo terapêutico para o declínio cognitivo. Uma vez que essas células de defesa são atraídas pela beta-amiloide para degradá-las e proteger o sistema nervoso, mas esse processo pode gerar inflamação crônica e acarretar piora do quadro. Portanto, a compreensão do mecanismo de ação é fundamental para buscar novas terapias para prevenir ou inibir a evolução da demência”.
A neuroengenharia pode contribuir para ampliar essas possibilidades de investigação. Ferramentas como exames de neuroimagem estrutural e funcional, biomarcadores e testes cognitivos e comportamentais podem ajudar a identificar diferentes padrões de alterações neurológicas. Esses recursos podem contribuir, por exemplo, para diferenciar sequelas mais estáveis de condições neurodegenerativas, que apresentam evolução progressiva e podem estar associadas a biomarcadores específicos, como Aβ e tau.
Esse campo também abre espaço para novas abordagens a partir da integração entre diferentes áreas do conhecimento. A pesquisa interdisciplinar é fundamental neste contexto para ampliar as possibilidades de inovação e transformar o conhecimento científico em soluções para a saúde.
Neuroengenharia e reabilitação
Outra frente do ISD utiliza a Engenharia Biomédica para investigar a reabilitação de pessoas com lesão medular completa. O estudo, publicado em 2025 na IEEE Transactions on Human-Machine Systems, avaliou um sistema de neurofeedback baseado em eletroencefalografia (EEG) durante o treinamento de imaginação motora em um robô de caminhada.
Participaram dois indivíduos com lesão medular completa. Durante 12 sessões, realizadas com suporte integral do robô Lokomat, os participantes imaginavam o movimento de caminhar enquanto recebiam informações visuais sobre a atividade cerebral registrada pelo EEG. O sistema buscava ensinar a modulação dos ritmos cerebrais Mu e Beta, relacionados à atividade motora.
Morya explica que a interface cérebro-máquina utilizada no estudo registra diferentes frequências da atividade elétrica cerebral. No caso dos ritmos Mu e Beta, essas frequências estão relacionadas ao córtex sensório-motor e podem apresentar mudanças durante a realização ou imaginação de movimentos. Essas alterações podem ser utilizadas tanto no controle da interface quanto como retorno ao participante. “A interface cérebro-máquina registra a atividade elétrica cerebral que oscila em diversas frequências diferentes […] No caso de Mu e Beta são registradas frequências entre 8 e 30 hz, relacionadas ao córtex sensório-motor. Ao realizar ou imaginar um movimento é possível detectar mudanças nas características dessas bandas Mu e Beta que podem então ser utilizadas como controle da interface e como feedback para o usuário”.
Um dos desafios era separar a atividade cerebral produzida pela imaginação do movimento dos sinais provocados pelo próprio deslocamento passivo das pernas pelo robô. Para isso, os pesquisadores desenvolveram uma formulação matemática destinada a reduzir esses efeitos e fornecer um retorno mais fiel da atividade cerebral associada à tarefa mental.
O pesquisador explica que o movimento passivo realizado pelo equipamento também produz estímulos sensoriais que chegam ao cérebro e podem alterar os sinais registrados pelo EEG. Por isso, diferenciar essas respostas da atividade relacionada à intenção de movimento é importante para a interpretação dos dados. “Considerando que o movimento passivo estimula diversas vias sensoriais, aferentes que levam informação ao cérebro, o próprio equipamento externo pode induzir uma mudança do sinal cerebral que não é o correspondente à intenção motora”.
O aprimoramento da interface busca distinguir os comandos voluntários de alterações aleatórias na atividade cerebral, um passo para o desenvolvimento de neuropróteses mais precisas. Com o avanço de tecnologias portáteis e sem fio, esse campo ganha espaço nas pesquisas voltadas à reabilitação.
Os resultados apresentaram diferenças entre o neurofeedback verdadeiro e o feedback simulado, indicando que os participantes conseguiram aprender a modular os padrões cerebrais trabalhados durante as sessões. O estudo, no entanto, é experimental e de pequena escala. Os pesquisadores apontam a necessidade de testar a abordagem em uma população maior para avaliar seus efeitos clínicos e potenciais benefícios.
Embora tratem de condições diferentes, as pesquisas têm em comum a investigação de como o cérebro responde a doenças, lesões e alterações funcionais. Ao integrar neurociência, engenharia, computação e análise de sinais biológicos, a Engenharia Biomédica contribui para transformar esse conhecimento em ferramentas de investigação e reabilitação. Em um cenário marcado pelo envelhecimento populacional, pelas demências e pelas consequências contínuas da Covid-19, compreender essas alterações é parte do desafio de desenvolver cuidados mais precisos e ampliar a qualidade de vida dos pacientes.
Nesse ambiente interdisciplinar da neuroengenharia, a Sociedade Brasileira de Engenharia Biomédica (SBEB) atua na integração da comunidade científica e profissional da Engenharia Biomédica, criando espaços de intercâmbio entre pesquisadores e instituições de diferentes áreas. Essa articulação contribui para aproximar pesquisas desenvolvidas em centros como o Instituto Santos Dumont (ISD). Na avaliação de Morya, essa integração entre neuroengenharia, formação profissional e saúde pública merece destaque. Para ele, a aproximação com o SUS amplia o potencial de aplicação do conhecimento produzido nas pesquisas. “O ISD está criando um ambiente interdisciplinar de pesquisa em neuroengenharia que está integrado ao SUS, possibilitando e estimulando a formação de profissionais que façam a ciência sem fronteiras ter impacto na saúde pública”.
Referências:
Wellydo Kesllowd Marinho Escarião , Guilherme Henrique Viana da Silva , Hellen Suzane Clemente de Castro , Sayonara Pereira da Silva , Nelyane Nayara Martins de Santana , Ramon Hypolito Lima , Felipe Porto Fiuza. Layer-Specific Colocalization of Microglia with Amyloid Plaques in the Middle Temporal Gyrus Predicts Cognitive Decline in Alzheimer’s Disease. Aging and disease. 2026, 17(3): 1568-1589 https://doi.org/10.14336/AD.2025.0409
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Greenhalgh T, Sivan M, Perlowski A, Nikolich JŽ. Long COVID: a clinical update. Lancet. 2024;404(10458):707-24. doi:10.1016/S0140-6736(24)01136-X
Associação Paulista de Medicina (APM). Ministério da Saúde divulga boletim sobre as condições pós-Covid no Brasil. 2025
Medicina S/A. Alzheimer: SUS registra 56,2 milhões de atendimentos em um ano. 2026
World Health Organization (WHO). Post COVID-19 condition (long COVID). 2025