Predicción de ataques epilépticos mediante dinámica de estados de redes cerebrales

27/05/2018 0 comentarios
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Convencionalmente, la enfermedad se ha caracterizado como la disrupción del funcionamiento ordenado de los sistemas fisiológicos. Sin embargo, los sistemas complejos tienen un comportamiento irregular e imprevisible y la enfermedad supone una pérdida de complejidad en el comportamiento del organismo, esto es, la aparición de respuestas menos estereotipadas o ricas. Piénsese, por ejemplo, en la fiebre constante en un paciente o en la mortalidad del anciano.

Un reciente estudio de Tauste, Principe, Ley, Rocamora y Deco, demuestra que los ataques epilépticos pueden anticiparse por una reducción de la conectividad global funcional de los estados cerebrales. Este estudio puede ayudar no solo a predecir los ataques horas antes sino a intentar modificar dichos estados para evitar los ataques.

Los autores se basaron en el estudio de la dinámica cerebral de 10 pacientes con epilepsia focal resistente a los fármacos y con electrodos profundos insertados antes de la realización de una cirugía. Entre el día previo a la crisis y la propia crisis, computaron la entropía de la campana de Gauss en ventanas temporales de 120 segundos. La clave es que las secuencias previas al ataque mostraron una menor entropía. En concreto, se produjo una disminución sostenida de la variabilidad de los estados de la red cerebral y una reducción de la conectividad funcional aproximadamente 30 minutos antes de la crisis. 

La originalidad del estudio de estos autores radica en que hace uso de escalas temporales pequeñas pero, a la vez, analiza periodos continuos de aproximadamente 10 horas entre crisis. Además, el análisis se remonta a periodos fuera del periodo previo a la crisis. Este hecho es muy importante porque tiene que habérselas con la gran dificultad que supone evitar el efecto confundente que generan los ritmos circadianos que se extienden a lo largo del sueño y del estado de vigilia. De esta manera se puede descartar la influencia de los ritmos diarios.

¿Qué puede decirse acerca del papel de la sincronización en el periodo previo al ataque? Según los autores, los patrones de correlación observados son dependientes de los estados en ventanas temporales de 600 milisegundos. A su vez, durante la fase crítica aparecerían estados de alta conectividad sobre los lugares epileptógenos pero un descenso de la conectividad funcional global. Quizá los nodos centrales de la red epiléptica adopten una actividad más autónoma, dando lugar a la generación del ataque. 

En conclusión, la importancia de este estudio reside en el control de los ritmos diarios de los pacientes, en la monitorización de las alteraciones de la conectividad funcional en escalas temporales de menos de 1 segundo y en la idea de reorganización funcional secuencial de las redes epileptógenas en un largo periodo previo al ataque.

Caracterización previa a  la crisis

Referencia

Tauste, A., Principe, A., Ley, M., Rocamora,R.& Deco, G. Degenerate time-dependent network dynamics anticipate seizures in human epileptic brain. PLoS Biology, April 2018, DOI: 10.1371/journal.pbio.2002580.