Las convulsiones epilépticas derivan de un patrón secuencial y no del azar

De los 50 millones de personas que padecen epilepsia en todo el mundo, una tercera parte no responde a la medicación y mientras se siguen buscando mejores medicamentos, los investigadores todavía están tratando de dar sentido a cómo comienzan las convulsiones y se propagan. Por lo general, se piensa que es una procedimiento prácticamente aleatorio, pero se ha demostrado que esto no es así. En un nuevo estudio publicado en Cell Reports, investigadores de la Universidad de Columbia, en Nueva York (Estados Unidos), se acercan un paso más al demostrar que las neuronas de ratones sometidos a convulsiones se activan en un patrón secuencial sin importar la rapidez con la que se propaga la convulsión, un hallazgo que confirma que estas crisis no son el resultado de neuronas que van al azar.

"Es una buena noticia. Significa que los circuitos neuronales locales son importantes y que dirigirse a las células correctas puede detener o incluso prevenir algunos tipos de ataques cerebrales", afirma el autor principal del estudio, Rafael Yuste, neurocientífico en Columbia.

Para inducir las convulsiones, los científicos inyectaron dos tipos de fármacos en una pequeña área de la corteza cerebral en ratones despiertos con uno de ellos que aumenta la activación neuronal y el otro que bloquea las interneuronas inhibidoras que controlan el flujo de información entre las células.

Patrón ondulatorio

Los investigadores descubrieron que las células del cerebro del ratón se activaban sistemáticamente una tras otra. Bajo ambos modelos, la convulsión se extendió a través de la capa superior de la corteza en un patrón ondulatorio antes de descender hacia sus capas inferiores. Inesperadamente, encontraron que, si el ataque duró 10 segundos o 30 segundos, siguió la misma ruta, como un viajero atrapado en el tráfico. 

"El patrón básico de una cuerda estirada entre dos manos permanece igual si las manos se acercan más o más lejos. Igual que las neuronas mantienen sus patrones de disparo relativos, independientemente de cómo de lentamente o rápidamente se desarrolle la convulsión", asegura Yuste.

Los investigadores fueron capaces de obtener una imagen célula a célula de la propagación de una convulsión a través del cerebro de un ratón utilizando imágenes de alta velocidad de calcio que les permitió acercar cien veces más cerca que técnicas de electrodos utilizadas en el cerebro humano.

Puede ser la primera vez que los científicos observan el desarrollo de una convulsión en este nivel de detalle y sus hallazgos sugieren que las neuronas inhibidoras pueden ser un área prometedora de investigación futura, explica Catherine Schevon, profesora de Neurología en el Centro Médico de la Universidad de Columbia..

"El papel de la restricción inhibitoria en el desarrollo de las convulsiones es un área que pocos han estudiado a escala micrométrica. Esto podría ser un objetivo de tratamiento útil para el futuro desarrollo de fármacos o implantes de interneuronas de células madre", plantea esta docente, que no participó en la investigación.