Período da residência: 02 de março a 31 de dezembro de 2026
Departamento de Fisiologia e Biofísica – Instituto de Ciências Biológicas da UFMG
Márcio Flávio Dutra de Moraes possui graduação em Engenharia Eletrônica pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (1992) e doutorado em Ciências (Fisiologia Humana) pela Universidade de São Paulo (1998). Fez treinamento em Ciências da Vida Espacial, Space Life Sciences Training Program – National Aeronautics and Space Administration (SLSTP-NASA), foi Visiting Scholar na University of Illinois College of Medicine at Peoria, Senior Research Fellow no King’s College London e Research Fellow da Harvard Medical School no Massachusetts General Hospital em Boston (EUA). Membro titular da Neurobiology Commission da International League Against Epilepsy (NBC-ILAE) e Presidente Eleito da Sociedade Brasileira de Fisiologia (mandato de 2023). Atualmente é Professor Titular da UFMG: Líder do Grupo de Pesquisa Núcleo de Neurociências (NNC) e Diretor do Centro de Tecnologia e Pesquisa em Magneto Ressonância (CTPMAG). Presidente da Sociedade Brasileira de Fisiologia (2023-2024). Tem experiência na área de Fisiologia, com ênfase em neurofisiologia, atuando principalmente nos seguintes temas: redes neurais, epilepsia e eletrofisiologia.
NEUROMODULAÇÃO CODIFICADA TEMPORALMENTE: UMA PROPOSTA PARA ENGENHARIA BIOMÉDICA
O processamento neural de ordem superior não pode mais ser adequadamente explicado pelo modelo clássico de integração e disparo, onde áreas cerebrais detêm funções específicas e a frequência de disparo neuronal representa a intensidade da característica sendo representada. Tampouco se sustenta a hipótese de que funções cerebrais sejam determinadas exclusivamente por sistemas neuroquímicos. Neste projeto, propomos uma nova abordagem de neuromodulação codificada temporalmente (NCT), baseada na sincronização de estímulos com fases específicas das oscilações neurais, especialmente no ciclo da onda teta hipocampal. A hipótese central é que a comunicação inter-núcleos, a organização e representação neuronal dependem criticamente das relações temporais entre substratos neurais, concebidos como detectores de coincidência. A NCT permite a modulação precisa da atividade de redes neurais, podendo facilitar a plasticidade sináptica (LTP/LTD), potencializar ou suprimir redes específicas e oferecer maior eficácia terapêutica com menor incidência de efeitos adversos. Desenvolveremos um dispositivo de NCT capaz de gerar microestimulação elétrica ou optogenética em fases específicas ao longo de um ciclo teta divididas em 10 janelas temporais de 14 ms cada (140ms total~7 Hz). A eficácia da técnica será avaliada por meio de testes comportamentais, registros eletrofisiológicos profundos, expressão de c-Fos e imagens de cálcio com miniscópios em animais livres para se movimentarem. Esta proposta combina princípios de codificação temporal e modulação fechada de circuitos com potencial translacional para aplicações em interfaces cérebro-máquina e terapias neuromodulatórias de precisão. Para a parte de interface máquina-cérebro do projeto, serão usadas tarefas comportamentais no intuito de se criar representações físicas de memórias usando NCT. Na parte de aplicação terapêutica, as NCTs serão utilizadas para ativar circuitos que possam competir com a gênese das epilepsias e suas comorbidades. Um aspecto importante dos objetivos secundários desta proposta é o de consolidar uma parceria de longa data entre o ICB e a Engenharia da UFMG – esperamos que este programa de Residente IEAT nos permita iniciar diversas colaborações tanto internas à UFMG quanto nacionais e internacionais na temática interdisciplinar de Engenharia biomédica e/ou Bioengenharia.