O 'mapa corporal' do cérebro não muda: fMRI longitudinal mostra estabilidade das representações das mãos mesmo após amputação

A ideia clássica é que, se um braço for amputado, a região órfã do mapa corporal no córtex somatossensorial primário (S1) é rapidamente assumida por suas vizinhas, principalmente os lábios e o rosto. Um novo artigo na Nature Neuroscience quebra esse padrão. Os pesquisadores acompanharam três pacientes adultos longitudinalmente, antes e por até cinco anos após a amputação, e os compararam com controles. O mapa da mão em S1 e no córtex motor (M1) permaneceu notavelmente semelhante ao original, e não houve "expansão" da região do lábio para a "mão". Em outras palavras, a amputação em si não desencadeia uma "reconfiguração" cortical em larga escala — adultos mantêm um modelo corporal interno estável mesmo sem estímulos periféricos.

Contexto do estudo

A imagem clássica da somatotopia (o mesmo "homúnculo" de Penfield) foi por muito tempo complementada pela tese do "remapeamento" do córtex após a amputação: supostamente, a zona da mão no córtex somatossensorial primário (S1) perde rapidamente o sinal e é "capturada" pela projeção vizinha da face/lábios, e o grau desse remapeamento está associado à dor fantasma. Essa ideia foi corroborada por estudos e revisões transversais de fMRI/MEG, bem como por observações clínicas individuais da "transferência" de sensações da face para a mão fantasma. Mas a base de evidências baseou-se principalmente em comparações entre diferentes pessoas e em métodos do tipo "o vencedor leva tudo", sensíveis a ruído e seleção de limiares.

Nos últimos anos, surgiram mapas mais precisos que mostram a organização complexa e frequentemente estável da face e da mão em S1 em amputados: alguns dos sinais captados para "invasão" labial podem ser um artefato da análise, e a relação com a dor fantasma é inconsistente. Críticos apontaram especificamente para a metodologia "o vencedor leva tudo", ROIs pequenos e a falta de consideração de movimentos fantasmas e influências de cima para baixo. Abordagens multivoxel e RSA fornecem uma imagem mais detalhada, onde a "captura" óbvia pela face muitas vezes não é visível.

Um novo estudo longitudinal publicado na Nature Neuroscience preenche a principal lacuna: uma comparação "consigo mesmo" antes da amputação e meses/anos depois. Em três pacientes, os autores compararam as ativações durante os movimentos dos dedos da mão (antes) e de uma mão "fantasma" (depois), bem como dos lábios; havia também grupos de controle e uma coorte de amputação externa. Resultado: os mapas da mão e dos lábios permaneceram notavelmente estáveis e não foram encontrados sinais de "expansão" do rosto para dentro da mão; um decodificador treinado com dados "antes" reconheceu com sucesso os "depois". Conclusão: em adultos, as representações somatossensoriais são sustentadas não apenas por estímulos periféricos, mas também por modelos/intenções internos.

Daí as implicações práticas e teóricas: interfaces cérebro-computador e próteses podem se basear em "mapas" surpreendentemente estáveis do membro amputado, e a hipótese "dor = remapeamento" precisa ser revisada em favor de outros mecanismos de dor fantasma. De forma mais geral, o trabalho altera o equilíbrio no antigo debate sobre plasticidade: a somatotopia madura em humanos se mostra muito mais estável do que os cursos de neurociência presumiam.

Como eles verificaram isso?

Os autores utilizaram um delineamento longitudinal: a fMRI foi registrada nos mesmos indivíduos antes da cirurgia e, posteriormente, aos 3 meses, 6 meses e em momentos posteriores (1,5 ou 5 anos). No aparelho, os participantes foram instruídos a mover os dedos (antes da amputação) e os dedos "fantasmas" (depois), franzir os lábios e dobrar os dedos dos pés.

• Amostra e controles: 3 pacientes com amputação eletiva de membro superior; 16 controles saudáveis (com exames repetidos); comparação adicional com uma coorte de 26 amputados crônicos (média de 23,5 anos após a amputação).
• Métricas do mapa: centros de gravidade (COG) da atividade em S1, correlações pré/pós padrão-correlação para cada dedo, decodificação linear do movimento SVM (treinamento antes da amputação → teste depois e vice-versa), avaliação da penetração do lábio na área da mão.
• Principais resultados numéricos: as correlações longitudinais dos padrões dedo a dedo foram altas (r≈0,68-0,91; p<0,001), a precisão do decodificador treinado “antes” permaneceu acima do acaso quando testado “depois” (≈67-90%), e os limites do “mapa labial” não se expandiram para a “zona da mão” mesmo em 1,5-5 anos.

Por que isso é importante para a neurociência e a prática clínica?

O trabalho mostra que as representações do “corpo” em S1 em adultos são sustentadas não apenas por sinais sensoriais periféricos, mas também por influências de cima para baixo de intenções motoras e modelos internos. Isso explica por que tentar mover uma mão “fantasma” provoca atividade semelhante à de uma mão normal e por que estudos transversais anteriores podem ter superestimado a “intrusão” facial devido a uma abordagem de “o vencedor leva tudo” que não leva em conta a atividade fantasma. Esta é uma boa notícia para as interfaces cérebro-computador: um “mapa” detalhado e estável de um membro amputado é adequado para aplicações de longo prazo. Para a terapia da dor fantasma, a implicação é mais sutil: as cirurgias e interfaces neurais atuais não “restauram” o mapa porque ele já está lá; portanto, outros mecanismos de dor precisam ser alvos.

O que verificar em seguida

Os autores concluem com cautela, mas de forma direta: não há evidências de "remodelação" da somatotopia S1 induzida por déficit após amputação em adultos; preservação e reorganização não são conceitualmente mutuamente exclusivas, mas grande "captura" pelos lábios não é visível em medições longitudinais. É importante expandir a amostra e padronizar as tarefas:

• Expanda as faixas etárias e N, teste a velocidade/limites de preservação do cartão para diferentes causas de amputação e níveis de controle motor pré-operatório.
• Adicione marcadores periféricos objetivos, incluindo eletromiografia de coto e neuroestimulação, para separar as contribuições dos sinais descendentes e periféricos.
• Repense os protocolos de remapeamento, de análises do tipo "o vencedor leva tudo" para análises longitudinais, multivoxel e de classificação que consideram explicitamente o movimento fantasma.

Resumidamente - os pontos principais

• Estabilidade em vez de 'agarrar': mapas de mãos e lábios em S1/M1 em adultos permanecem posicionados de forma estável por até 5 anos após a amputação.
• Fantasma não é imaginação: tentativas de mover dedos "fantasmas" produzem padrões estatisticamente semelhantes aos movimentos das mãos pré-operatórios.
• Implicações: uma base sólida para próteses BCI; reconsiderando o conceito de plasticidade orientada por déficit; novos alvos para terapia de dor fantasma.

Fonte: Schone HR et al. “Mapas estáveis do corpo cortical antes e depois da amputação do braço”, Nature Neuroscience, 21 de agosto de 2025 (Comunicação Breve). DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-025-02037-7