Un modelo matemático ayuda a comprender los ataques epilépticos

Según el artículo publicado en Scientific Reports, la aplicación de este paradigma se podría usar para tratar varias enfermedades neurológicas, como la esquizofrenia o el párkinson.

Un modelo matemático ayuda a comprender los ataques epilépticos
17 marzo 2016 | 16:00 h
Un estudio publicado en la revista Scientific Reports por Ralph G. Andrzejak, coordinador del Nonlinear Time Series Analysis Group (NTSA), del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC), conjuntamente con físicos y neurólogos suizos y alemanes, ha encontrado una asombrosa explicación del colapso repentino producidos por los ataques epilépticos.

Si bien la intuición podría sugerir que este colapso viene causado por una sincronización críticamente alta, Andrzejak y colaboradores demuestran que el colapso, por el contrario,está impulsado por una disminución de esta misma. Estesorprendente descubrimiento deriva de extensos análisis numéricos de modelos matemáticos cuya ejecución ha sido posible gracias al Clúster de Alto Rendimiento del DTIC, una infraestructura de la cual dispone la Universidad Pompeu Fabra.

MODELOS MATEMÁTICOS EN LA SINCRONIZACIÓN

El aspecto más importante del trabajo de Andrzejak es la prueba de que un fenómeno análogo ocurre en la naturaleza, concretamente en el campo de la neurología. En el estudio publicado en Scientific Reports se han analizado las señales de electroencefalograma (EEG) registradas durante ataques epilépticos de pacientes con epilepsia. Con frecuencia se había considerado que la epilepsia se debía a un exceso de sincronización, por el contrario, en estetrabajo, conforme a estudios recientes, se ha observado un pronunciado descenso de la sincronía al inicio del episodio epiléptico. Por lo tanto, los autores establecen una estrecha analogía entre el colapso repentino de los estados quimera en modelos matemáticos de péndulos conectados y los ataques epilépticos.

Nuestros descubrimientos pueden contribuir a la lucha y comprensión de una enfermedad que afecta a más de 50 millones de personas, la epilepsia"
Las señales de EEG con las que se ha trabajado provienen del Departamento de Neurología del Hospital Universitario de Berna (Suiza). En estos centros neurológicos, los EEG se registran con el único propósito de optimizar el diagnóstico y el tratamiento de los pacientes.

NUEVAS APLICACIONES

Los resultados de los estudios no solamente son un paso adelante en la comprensión de las redes de dinámicas acopladas, sino que también pueden abrir nuevos caminos para su control, ofreciendo así un amplio rango de nuevas aplicaciones potenciales.

Andrzejak ha indicado: “Nuestro trabajo corresponde a la investigación básica. Cuando se trata de tratamientos neurológicos es muy importante evitar expectativas demasiado altas"."En el futuro, será necesaria más investigación en esta línea para aplicar nuestros hallazgos al mundo real" prosigue el investigador, "aunque nuestros descubrimientos no pueden ser aplicados inmediatamente para mejorar el diagnóstico o el tratamiento de pacientes con epilepsia, debemos tener una actitud positiva, pues nuestros descubrimientos pueden contribuir ala mejor comprensión de la epilepsia, es decir, pueden contribuir a la lucha contra una enfermedad que afecta a más de 50 millones de personas en todo el mundo”.

A largo plazo, una aplicación de este paradigma de control, y según los coordinadores de este estudio, "podría utilizarse para el tratamiento de varias enfermedades neurológicas en las que el balance entre sincronía y asincronía se halle alterado". Además de la epilepsia, "en este grupo se encuentran enfermedades como la esquizofrenia y el párkinson" conlcuye Andrzejak.


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