En una colaboración entre la Unidad Ejecutora en Neurociencias y Sistemas Complejos (ENyS), perteneciente al CONICET, a la Univ. Nacional A. Jauretche (UNAJ) y al Hospital El Cruce ’N. Kirchner’, de Florencia Varela, provincia de Buenos Aires, y el Departamento de Física Médica del Centro Atómico Bariloche, investigadoras e investigadores del CONICET encontraron biomarcadores que podrían ser utilizados para mejorar la precisión en la identificación del inicio y propagación de las crisis epilépticas. Además estos biomarcadores aportan información sobre los posibles mecanismos subyacentes a la propagación de la actividad neuronal anormal asociada a una crisis epiléptica.
Por un lado Damián Dellavale, investigador adjunto en el Departamento de Física Médica del Centro Atómico Bariloche (CAB, CONICET), realizó un estudio retrospectivo en pacientes epilépticos que fueron intervenidos en el hospital El Cruce – Néstor Kirchner, en una colaboración con las investigadoras del Consejo Silvia Kochen y Nuria Cámpora.
El trabajo, co-dirigido por Silvia Kochen, investigadora de CONICET en la ENYS, y Germán Mato, investigador independiente en la CAB, y con la participación del investigador Eugenio Urdapilleta y el doctorando Osvaldo Velarde fue publicado en la revista Clinical Neurophysiology.
En este trabajo se utilizaron técnicas avanzadas de procesamiento de señales capaces de cuantificar dos tipos de biomarcadores presentes en la actividad cerebral observada mediante registros neuronales invasivos en pacientes epilépticos. La implantación de electrodos en el cerebro para la obtención de registros de la actividad cerebral constituye un procedimiento clínico utilizado para identificar con precisión la ubicación de la zona de la corteza cerebral en la cual se inicia la crisis epiléptica. El objetivo final de este procedimiento es evaluar la posibilidad de extraer la zona identificada mediante un procedimiento quirúrgico.
“Logramos identificar características en las oscilaciones de la actividad cerebral registrada mediante electrodos de uso clínico. La técnica propuesta podría complementar los métodos actuales para delinear la zona epileptogénica con mayor precisión”, explica Dellavale, quien se especializa en este tipo de análisis orientado a la investigación traslacional.
La identificación de la zona epileptogénica constituye un problema abierto y de relevancia en la cirugía de la epilepsia. Para abordarlo, los investigadores utilizaron herramientas para el análisis cuantitativo de la interacción entre oscilaciones y del contenido armónico de la actividad cerebral. Los investigadores cuentan con experiencia en el análisis de la interacción entre oscilaciones neuronales, observadas también en modelos computacionales de la enfermedad de Parkinson. “Implementamos un análisis cuantitativo de estos biomarcadores y pudimos asociarlo a dos mecanismos esencialmente diferentes de propagación de las crisis epilépticas”, explica el investigador.
La interacción entre una oscilación rápida y una lenta presentes en los registros electrofisiológicos invasivos en pacientes ha sido recientemente propuesta como biomarcador asociado a la zona de inicio de la crisis epiléptica.
En el presente trabajo, se logró cuantificar esa interacción entre oscilaciones y además se identificó la existencia de dos tipos de interacciones, uno de los cuales está asociado al contenido armónico de la actividad neuronal. Otro aspecto importante del trabajo se refiere a la cuantificación de la correlación que existe entre los biomarcadores observados y la clasificación de la zona de inicio de la crisis epiléptica realizada por los epileptólogos, lo cual posee un valor clínico de relevancia.
Los investigadores continúan trabajando en este proyecto con el objetivo de validar los resultados obtenidos en un mayor número de pacientes y desarrollar una herramienta de uso clínico capaz de asistir y complementar el diagnóstico realizado por los neurólogos.
Evaluación de la pérdida de conciencia
En relación a estas determinaciones sobre la electrofisiología prequirúrgica de pacientes con epilepsia, el equipo de trabajo de Inés Samego, investigadora independiente en el CAB, junto con el equipo de trabajo de Silvia Kochen, ENYS, se propuso estudiar la relación entre la alteración de la consciencia durante una crisis de epilepsia y las redes neuronales implicadas. El trabajo implementado por Melisa Maidana Capitan y Claudio Sigvard, CAB, fue publicado en la revista Biologicals Cybernetics
“Es un análisis que permitiría detectar el momento en que el paciente inicia una crisis y estudiar el grado de pérdida de conciencia. Hay pacientes que pueden tener crisis que no afectan las regiones del cerebro involucradas en procesamiento consciente de la información, y por tanto pueden hasta tener conversaciones mientras dura la crisis. Otros tienen pérdida de consciencia y se desconectan del mundo”.
Lo que hicieron, en colaboración con Silvia Kochen y Nuria Cámpora, fue estudiar el comportamiento de los pacientes durante las crisis, mientras están en estudio prequirúrgico con electrodos implantados en el cerebro, algo que puede durar entre una y dos semanas. Es decir, con preguntas y observaciones directas a la persona en crisis se caracterizó el grado de pérdida de conciencia.
“Observamos que, a los segundos de iniciada la crisis, ocurren eventos eléctricos correlacionados con la pérdida de conciencia. Si entre los 30 y 60 segundos hay mucha potencia en la onda Theta aumentaría la probabilidad de sufrir pérdida de conciencia”, explica Samego y aclara que los resultados fueron realizados sobre 7 pacientes por lo que representan los primeros indicios de que esto ocurriría, y se requiere continuar con estudios que incluyan un mayor número de pacientes.
