Em várias oportunidades já percebi o interesse que o tema "eletro-estimulação" desperta. Partindo deste princípio, procurei condensar as experiências e informações que consegui sobre eletro-estimulação.

Esta série está dividida em duas partes.

A primeira, conta um pouco da estória da Eletro-estimulação, e da descoberta dos impulsos elétricos em nosso corpo. Acho importante conceituar historicamente, qual foi o caminho percorrido na ciência e na tecnologia, para chegarmos até estas caixinhas, que despertam nossa curiosidade e satisfazem nosso prazer.

E se queremos comprar uma caixinha, precisamos saber, no mínimo, o que acontece quando apertamos seus botões. Porque um bom Dominador(a) vai querer se precaver de todos os cuidados e conhecimentos necessários, para poder proporcionar uma boa sessão em sua/seu submisso(a).

E o(a) submisso(a) certamente desejará saber quais as reações e como elas se processam em seu próprio corpo.

A segunda, introduz alguns conceitos básicos de eletricidade e eletro-estimulação.

A terceira parte , fala especificamente sobre como conduzir uma sessão de eletro-estimulação.

CAPÍTULO 1.

Os impulsos enviados pelos órgãos dos sentidos ao cérebro, e os impulsos que o cérebro envia aos órgãos e músculos em resposta, são de natureza elétrica.

Tensões de algumas dezenas de milivolts (milésima parte do volt), são responsáveis por tudo o que sentimos, e por todas as nossas reações. É claro pois, que qualquer diferença de potencial (DDP), aplicada externamente, possa interferir no nosso sistema nervoso, tanto nos estímulos que são enviados ao cérebro, como nos estímulos que o cérebro envia para os órgãos e músculos.

O perigo do choque elétrico pode ser explicado justamente por esta "interferência" provocada em nosso organismo. Em alguns casos, por exemplo, o choque não só causa a sensação de dor, como também pode inibir as reações que nos livram do perigo.

Em suma, o cérebro pode enviar aos órgãos o impulso que nos faz retirar a mão do fio que está causando o choque, mas este impulso não chega até lá por sofrer interferência da corrente que está sendo responsável pelo choque. A pessoa nesta situação sente-se "presa " ao local que lhe causa o choque, não podendo sozinha, livrar-se do perigo.

No laboratório, as tensões controladas dentro de certos limites, podem ser utilizadas para uma análise do comportamento do sistema nervoso de uma cobaia, ou de um paciente. No caso de um paciente, pode-se verificar sua sensibilidade ao choque e suas reações.

Podemos citar a clássica experiência de Galvani, (Fig.01) com a qual se demonstrava a sensibilidade elétrica do sistema nervoso, realizada com uma rã.

Aqui, abro um parênteses para vocês acompanharem a evolução científica da eletro-estimulação:

" Como resultado das demonstrações experimentais realizadas por Luigi Galvani e seus seguidores (lembram da perninha do sapo que "se mexia" ao se aplicar uma corrente elétrica em seu músculo ?), a natureza elétrica da função nervo-músculo estava finalmente desvendada. Entretanto, a prova direta somente poderia ser feita quando os cientistas conseguissem medir ou detectar as correntes elétricas naturais geradas nas células nervosas e musculares. Galvani não tinha a tecnologia necessária para medir essas correntes, porque elas eram muito pequenas. Os electroscópios, os dispositivos medidores usados naquele tempo, não eram sensíveis o suficiente. Como resultado, o estudo da bio-eletricidade quase desapareceu do cenário científico até 1827.

Em 1826, Johannes Müller (1801-1858), um notável psicólogo e fisiologista alemão, propôs sua teoria da "energia nervosa específica", a qual defendia que os diferentes nervos (ótico, auditivo, etc) transmitiam uma espécie de "código", que identificava sua origem ao cérebro. Sua proposição, válida até hoje, foi no entanto baseada no vitalismo, uma doutrina filosófica errônea, que afirmava que a vida era caracterizada por uma "energia vital" intrínseca. Entretanto, a teoria de Müller foi importante como o início de uma escola inteiramente nova do pensamento neurofisiológico, o qual eventualmente refutaria o vitalismo como um conceito válido em biologia.

O palco para as descobertas revolucionárias sobre a função nervosa que seriam feitas nas próximas décadas tinha como pano de fundo os avanços que estavam sendo realizados continuamente no conhecimento anatômico sobre o sistema nervoso. (Para quem quiser saber mais, em 1836, Robert Remak descreveu axônios mielinizados não-mielinizados.) No ano seguinte, Jan Purkyne descreveu células cerebelares e identificou o núcleo e os processos neuronais. Novamente em 1838, ele e Remak sugeriram que as fibras nervosas são unidas (ou seja, a fibra nervosa ou axônio é um processo emergindo da célula nervosa).

Em 1839, Theodor Schwann propôs a teoria celular, ou seja, que o sistema nervoso é composto de células neuronais individuais.

Então, em 1848-9, meio século após a descoberta de Galvani, e graças à invenção do galvanômetro (Fig. 02) feito duas décadas antes, o cientista suiço-alemão Emil Heinrich Du Bois-Reymond (1818-1896), professor de fisiologia em Berlim, discípulo e sucessor de Johannes Müller, conseguiu usar um novo e sensível tipo de galvanômetro desenvolvido por ele, para detectar o que ele chamou de "corrente de ação" no nervo do sapo.

Ele foi chamado assim porque Du Bois-Reymond notou uma pequena variação negativa do potencial elétrico de repouso em eletrodos metálicos conectando o nervo ao galvanômetro, somente quando a estimulação do nervo (mecânica ou elétrica) eliciava uma resposta do músculo. Ele demonstrou que este fenômeno de "variação negativa" também ocorre em músculos estriados e é a causa primária da contração muscular.

A corrente de ação (posteriormente denominada de potencial de ação) foi descoberta por Du Bois-Reymond como sendo um tipo de "onda de impulso elétrico", a qual se propagava em uma velocidade fixa e relativamente lenta ao longo da fibra nervosa. Em 1852, Hermann von Helmholtz (1821-1894) foi capaz de medir a velocidade de impulsos nervosos em sapos, e determinou que a mesma era de aproximadamente 27 metros/seg. ( Esta é a velocidade que um comando proveniente do seu cérebro para um músculo, ou um estímulo - de dor, por exemplo, - caminha pelo seu corpo).

As contribuições de Du Bois-Reymond, publicadas em seu livro "Untersuchungen über thierische Elektricität". ("Pesquisas Sobre a Eletricidade Animal") em 1848, criou o campo da eletro-fisiologia científica.

O trabalho dos dois cientistas serviu para refutar a visão de seu mestre, Johannes Müller, de que o impulso nervoso era um exemplo de uma função vital que nunca poderia ser medida experimentalmente. O impressionante avanço tecnológico na segunda metade do século XIX marcaria o caminho para o progresso do novo campo da eletrofisiologia. (Bendita revolução industrial...)

Acho interessante citar também o caminho percorrido pelos cientistas, para termos o que chamamos hoje de "eletro-estimulação".

Nas primeiras décadas do século XIX, a nascente ciência da neurofisiologia estava rompendo fronteiras de forma fascinante. Era a primeira vez na história da ciência que surgia uma cooperação íntima entre a física e a biologia. Ela era necessária, não somente porque a biologia estava tentando interpretar os fenômenos da função neural, à luz dos recentes conhecimentos fornecidos pela física, mas também porque ela estava usando os mesmos instrumentos de medida, dispositivos e aparelhos.

O conhecimento aplicado que tinha sido reunido pelos físicos experimentais nos campos da eletricidade, da ótica e da mecânica estava começando a trazer grandes contribuições para a fisiologia. Muitas vezes, no entanto, os fisiologistas que estavam conduzindo experimentos pioneiros eram forçados a inventar ou adaptar instrumentos já existentes para obedecer as exigências do trabalho com os tecidos vivos, capazes de gerar correntes e tensões (voltagens) extremamente fracas, de uma magnitude tal que os físicos nunca tinham estudado antes. (Como seria um aparelho de eletro naquela época?).

CAPÍTULO 1.1

Estimulação Elétrica

Em primeiro lugar, os fisiologistas necessitavam de fontes estáveis e confiáveis de corrente elétrica, de modo a estimular os nervos e músculos de suas preparações. Quando Luigi Galvani começou seus experimentos pioneiros, existia apenas um pequeno número de técnicas à sua disposição: jarros de Leyden, geradores eletrostáticos e eletricidade natural (ou seja, raios !). Não havia pilhas!!!

O gerador eletrostático (Fig. 03) era feito de um disco de vidro vertical ou horizontal, que podia ser girado rapidamente usando uma manivela manual, ligada a uma polia. Uma escova metálica, em contato com o disco, coletava cargas elétricas, criadas pelo atrito. Duas bolas metálicas conectadas aos pólos eram então usadas para transferir essa carga para um jarro de Leyden.

A garrafa, ou jarro, de Leyden também era feita de vidro e forrada internamente com folha fina de estanho, e um pino de metal com uma bola, inserido através de uma rolha isolante. Ela funcionava como um condensador elétrico, e era usada para armazenar cargas elétricas, bem como para ministrar choques elétricos aos tecidos que se queria estimular. Infelizmente, a quantidade de corrente elétrica não era controlável e quantificável, portanto as garrafas de Leyden eram pouco confiáveis quando se queria fazer experimentos replicáveis. Isto era o mais perto do que se podia chegar de uma pilha!

A invenção definitiva se originou diretamente da disputa cientifica de Galvani com seu colega Alessandro Volta. (A palavra Volt, vem de uma homenagem a Volta).

Volta interpretou corretamente que as rãs de Galvani contraiam seus músculos quando estavam penduradas por ganchos de cobre de grades de ferro, porque a junção entre dois metais diferentes funcionava como um dispositivo de geração de eletricidade. (É por isso que não pomos em nossa casa canos de ferro junto com canos de cobre!).

Volta montou então um dispositivo, ao qual chamou de "pilha "(Fig. 04), porque realmente ele empilhava uma série de discos de prata e de zinco alternadamente, separados entre si por discos de papelão embebidos em água com sal.

Uma corrente elétrica se produzia quando o disco de prata no topo da pilha era conectado por um fio ao último disco de zinco na parte de baixo.

A bateria de células voltaicas deu inicio a uma revolução abrangente nos anos que se sucederam, não apenas na física, mas também na fisiologia. Controlando cuidadosamente a área e o material de suas partes constituintes, a concentração das substâncias químicas e o número de discos na pilha, voltagens conhecidas e precisas podiam ser ministradas aos tecidos que se queria estimular. Claude Bernard, o famoso fisiologista francês, chegou a fabricar engenhosas "pinças elétricas", que usava para segurar e tocar nervos delicados, estimulando-os, ao mesmo tempo.

Posteriormente, os fisiologistas tiveram que inventar interruptores mecânicos especiais, de modo a aplicar pulsos de corrente elétrica aos nervos e músculos, em instantes precisamente determinados, e com durações conhecidas e muito curtas.

Normalmente esses interruptores eram feitos de piscinas de mercúrio, bastonetes pontiagudos de metal e botões acionados por molas fortes.

Quando o experimento exigia estimulações repetidas regularmente de forma precisa, um disco giratório era usado para acionar o interruptor a instantes precisos. Já pensaram a trabalheira que dava?

CAPÍTULO 1.2

Medindo a Bio-eletricidade

As correntes e potenciais elétricos gerados pelos tecidos biológicos são muito pequenos, da ordem de micro- ou milivolts. Portanto, chega a ser espantoso constatar como os aparelhos primitivos usados pelos fisiologistas no século XIX eram capazes de registrar variações tão minúsculas. Em uma certa ocasião, um fisiologista foi capaz de discernir meros 10 mV (mais tarde termos uma boa idéia de o quanto isto representa!) de alteração positiva na "corrente de ação do nervo", que mesmo hoje é difícil de se conseguir usando modernos amplificadores eletrônicos e osciloscópios.

Um melhor instrumento de medida foi conseguido apenas por volta de 1820, com o galvanômetro (cujo nome, evidentemente, homenageava Galvani). Ele utilizava o princípio do eletromagnetismo, descoberto por Oersted e Faraday.

Consistia de uma bobina enrolada de fio isolado de cobre, em volta de um magneto colado à uma agulha (Fig. 05). Ao se passar uma corrente elétrica pela bobina, um campo eletromagnético era provocado, o qual interagia com o campo magnético do ímã e fazendo-o girar em torno de um eixo.

O valor do desvio da agulha era medido sobre uma escala impressa, permitindo assim uma medida mais exata da corrente ou potencial elétrico. Quanto maior fosse o magneto e a bobina, mas sensível era o instrumento.

O cientista suiço-alemão Emil Du Bois-Reymond desenvolveu em 1840 um galvanômetro muito sensível, e que foi um dos melhores instrumentos de medida a serem usados por muitas décadas em experimentos neuro-fisiológicos.

Seu sensível dispositivo necessitava quase 24,000 voltas de fio em sua bobina, com mais de 5 km de comprimento!

Posteriormente no mesmo século, registros temporais de fenômenos fisiológicos se tornaram possíveis com o quimógrafo de tambor. A agulha do galvanômetro era colocada em contato com uma alça de papel recoberta com uma fina camada de negro de fumo, a qual era esticada sobre um cilindro de metal. Um mecanismo de engrenagens de relojoaria, muito preciso, girava o cilindro a qualquer velocidade que se desejasse, e os movimentos da pena do galvanômetro riscavam a superfície do negro de fumo, expondo um traçado da intensidade em função do tempo. (Fig. 06) Este é um rudimento do osciloscópio, que serve para aferir e regular os equipamentos de eletro-estimulação modernos.

Fenômenos mecânicos, como a contração de um músculo, movimentos respiratórios e pressão sangüínea, podiam ser também registrados em função do tempo, através de engenhosas montagens de dispositivos complicados, feitos de alavancas, eixos, membranas, molas e fios.

O eixo do tempo era calibrado e medido usando-se diapasões eletromagnéticos conectados a penas tinteiros. Até o começo do século XX, estas eram as ferramentas básicas da eletro- estimulação.

Uffa! Vocês pensam que é fácil? Que é só comprar os aparelhos e apertar os botões?

Não, não e não! Para se usar eletricidade, temos de saber um pouco de muita coisa: Física, Fisiologia, Química e Biologia.

Mas esta será a segunda parte nosso artigo.