El cerebelo sería la fuente de los ataques convulsivos generalizados según un estudio dirigido por investigadores del Texas Children's Hospital (Estados Unidos) y publicado en revista científica 'Communications Biology'. La investigación ha demostrado que el cerebelo, que forma parte del rombencéfalo y es responsable de la coordinación motora, altera la actividad de un grupo específico de neuronas en el mesencéfalo que luego inicia los ataques convulsivos generalizados.
Las crisis recurrentes son debilitantes y, en ocasiones, pueden ser mortales. El inicio y la presentación de las crisis varían significativamente entre los pacientes epilépticos. De las más de 25 categorías de presentación de las crisis dentro de la epilepsia, las convulsiones motoras son quizás las más perturbadoras y, por lo general, las más temidas entre pacientes y cuidadores.
Los investigadores esperan que este estudio tenga una repercusión más amplia en varias enfermedades neurológicas
Desgraciadamente, las convulsiones son también el tipo más frecuente de crisis generalizadas. Sin embargo, poco se sabe sobre el origen o el mecanismo preciso por el que se originan estas crisis, lo que dificulta la optimización de las terapias y el desarrollo de tratamientos específicos para estos pacientes.
Este es el primer estudio que implica al cerebelo en una vía que altera la actividad de un grupo específico de neuronas en una zona llamada núcleo ventral posteromedial (NVPM) en el tálamo para causar convulsiones generalizadas.
"Estos hallazgos no sólo profundizan nuestra comprensión de cómo se originan las convulsiones, sino que se espera que tengan una repercusión más amplia en varias enfermedades neurológicas. Además, abren la tentadora posibilidad de utilizar los circuitos cerebelosos como diana versátil de intervenciones terapéuticas para tratar epilepsias generalizadas y otros trastornos neurológicos", aseguran estos científicos.
Aunque se sabe que cada región cerebral desempeña funciones discretas, es importante recordar que no actúan de forma aislada. De hecho, muchas regiones están en constante comunicación entre sí a través de multitud de redes neuronales interconectadas.
El bucle córtico-talámico recíproco forma parte de una de esas redes que une las neuronas del cerebro anterior -la corteza cerebral-, que controla la cognición, la memoria, el lenguaje y el procesamiento de las emociones, con el tálamo, una estructura del cerebro medio en forma de huevo que actúa como centro de transmisión de la información motora y sensorial.
Este circuito neuronal es importante para varias funciones cerebrales críticas, como el sueño y el aprendizaje, y desempeña un papel inequívoco en distintos estados de enfermedad (por ejemplo, ciertos tipos de convulsiones generalizadas y temblores).
Las neuronas talámicas, una parte crítica de este circuito, son también el lugar de la actividad convulsiva. Sin embargo, no estaba claro cómo exactamente estas neuronas talámicas generan o propagan las convulsiones generalizadas.
Las contracciones faciales suelen ser una de las primeras manifestaciones conductuales de las crisis convulsivas generalizadas en los pacientes, por lo que los autores decidieron estudiar los circuitos talámicos VPM, que están estrechamente interconectados con la corteza somatosensorial facial y de los que se sospechaba que desempeñaban un papel importante en varios tipos de epilepsias.
El estudio desvela que hasta el 80% de las neuronas VPM puede cambiar su actividad y contribuir activamente a iniciar o mantener los ataques
Mediante optogenética (es decir, utilizando la estimulación luminosa para controlar neuronas manipuladas genéticamente) y técnicas de inyección de fármacos, descubrieron que la activación de entradas neuronales específicamente al VPM, pero no a otros núcleos talámicos circundantes, provocaba ataques convulsivos graves en ratones.
A pesar de la visión canónica de una actividad homogénea y sincrónica de las neuronas talámicas durante las convulsiones, estudios recientes indican la presencia de una actividad heterogénea entre las poblaciones neuronales tanto al inicio de la convulsión como a lo largo del periodo convulsivo.
Además, estudios en modelos animales han establecido que una proporción de células dentro del cerebro epiléptico permanece en gran medida normal durante los episodios de crisis.
En este caso, descubrieron que una proporción mayor -hasta el 80%- de las neuronas VPM puede cambiar su actividad y contribuir activamente a iniciar o mantener los ataques. Dentro de esta población, la actividad de las neuronas afectadas puede adoptar diferentes formas, lo que en conjunto sugiere un alto nivel de heterogeneidad en las respuestas neuronales, así como la identidad de las neuronas que responden frente a las que permanecen inalteradas.
EL CEREBELO ES UNA FUENTE IMPORTANTE DE ENTRADAS PARA LAS NEURONAS VPM DURANTE LOS ATAQUES
Para mayor sorpresa, en su modelo, las neuronas cerebelosas mostraron la mayor capacidad para provocar convulsiones entre las posibles regiones cerebrales contribuyentes.
Los experimentos de rastreo viral revelaron entradas específicas desde la corteza cerebral y las regiones cerebelosas a las neuronas VPM que se activaban durante las convulsiones. Curiosamente, cuando inhibieron la actividad de la vía de salida cerebelosa con lidocaína, las neuronas VPM dejaron de inducir convulsiones.
"La identificación de un nuevo circuito neuronal crítico desde el cerebelo hasta las neuronas VPM del tálamo como origen de las convulsiones es realmente emocionante. Aporta conocimientos fundamentales sobre cómo los principales nodos cerebrales están interconectados y regulados para un funcionamiento y un comportamiento óptimos", ha comentado Jaclyn Beckinghausen, primera autora del estudio.