Usando técnicas de simulación por ordenador, un grupo de científicos han adquirido nuevos conocimientos sobre el mecanismo mediante el cual la reducción de la temperatura de las regiones específicas del cerebro podría potencialmente tratar las crisis epilépticas.
Para algunos pacientes, el tratamiento con la medicación o la cirugía no funciona, por ello los científicos han estado investigando una potencial alternativa de enfriamiento focal, en la cual se implantaría un dispositivo en el cerebro para suprimir las señales eléctricas o descargas que caracterizan los ataques epilépticos.
En el nuevo estudio, cuyos resultados se publicaron recientemente en PLOS Computational Biology, Jaymar Soriano, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara (NAIST) en Japón, y sus colegas, querían comprender de la mejor forma el mecanismo por el cual funciona la refrigeración focal. Hasta ahora, se ha probado la técnica solamente de modo temporal en pacientes con epilepsia en estudios intraoperatorios, pero ha demostrado éxito consistente en ratas. Sin embargo, el enfriamiento focal a veces aumenta ligeramente la frecuencia de las descargas epilépticas en las ratas, incluso suprimiendo su fuerza.
Para investigar de qué manera el enfriamiento focal suprime las descargas epilépticas con posible aumento de la frecuencia, el equipo de investigación empleó un enfoque computacional. Para ello, los autores usaron un modelo del cerebro de rata que les permitió simular diferentes mecanismos subyacentes a los efectos de un dispositivo de enfriamiento focal sobre las descargas epilépticas.
Primero, usando datos de estudios de laboratorio y de rata, los científicos simularon un mecanismo mediante el cual el enfriamiento focal reduce la actividad en las conexiones entre las neuronas, lo que resulta en descargas menos frecuentes. Sin embargo, con este mecanismo solamente, el modelo no pudo reproducir con precisión patrones de actividad eléctrica previamente observados en experimentos de enfriamiento cerebral focal en ratas con epilepsia inducida por fármacos.
Para compensar el primer mecanismo, los investigadores crearon un segundo mecanismo en el cual el enfriamiento produjo descargas que eran persistentes, pero más débiles. La incorporación de ambos mecanismos en el modelo permitió al equipo reproducir con éxito los resultados de experimentos anteriores en ratas.
En el mundo, unos 50 millones de personas padecen epilepsia
“El enfriamiento cerebral focal podría ser un tratamiento alternativo para las crisis epilépticas con menor riesgo de pérdida funcional irreversible en comparación con la cirugía”, afirma el coautor Takatomi Kubo. “Nuestro estudio intenta iniciar una iniciativa sobre neuromodulación térmica de la actividad cerebral utilizando un enfoque computacional que puede dilucidar su mecanismo y complementar los experimentos con animales y pruebas clínicas”, concluye.
Como indica la Organización Mundial de la Salud (OMS), la epilepsia es un trastorno neurológico crónico que afecta a millones de personas de todas las edades. Aproximadamente, en todo el mundo 50 millones de personas se enfrentan a convulsiones repentinas y recurrentes, “señales” distintivas de la epilepsia y que la convierten en uno de los trastornos neurológicos más comunes.
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