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06/04/2018 - Nota de prensa

El cerebro cambia su dinámica global horas antes de una crisis epiléptica

Nota emitida por la Universidad Pompeu Fabra

Un estudio desarrollado entre el Centro de Cognición y Cerebro (CBC), que dirige Gustavo Deco, profesor de investigación ICREA del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, y el Grupo de Investigación en Epilepsia el Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM), dirigido por el doctor Rodrigo Rocamora y profesor asociado de Bioingeniería de la UPF, ha conseguido caracterizar mediante análisis matemáticos los cambios que el cerebro experimenta antes de sufrir una crisis epiléptica. El trabajo, liderado por el investigador Adrià Tauste, investigador del BarcelonaBeta Brain Center y realizado en el CBC, ha sido publicado hoy 6 de abril en la revista PloS Biology.

La investigación se basa en el análisis de 344 horas de electroencefalogramas intracraneales (iEEG) de 10 pacientes con epilepsia resistente a la medicación durante su diagnóstico prequirúrgico con electrodos profundos, hecho en la Unidad de Epilepsia del Hospital del Mar. En este estudio, los registros exploran diferentes áreas del cerebro utilizando entre 5 y 15 electrodos según la hipótesis clínica de cada paciente, lo que proporciona una información relativamente global de la actividad cerebral.

Implantación de electrodos profundos mediante la metodología de SEEG (stereoelectroencefalografía)

Un proceso de dos etapas anticipa las crisis epilépticas

Los registros intracerebrales pueden caracterizarse como la secuencia temporal de "estados" de una misma red neuronal, que de forma recurrente presenta mayor o menor sincronización entre sus áreas. En este contexto, el estudio muestra que la actividad antes de la primera crisis epiléptica registrada es un proceso de dos etapas: una primera etapa (llamada "crítica"), de varias horas de duración, en la que la frecuencia de los estados de red muy sincronizados se altera respecto al nivel fisiológico de los días anteriores, y continúa con una segunda etapa, de una media hora de duración, en la que la actividad de las diferentes áreas del cerebro se desincroniza hasta el inicio de la crisis epiléptica.

Además, la investigación localiza la fuente de estas alteraciones globales en las zonas operadas de aquellos pacientes que hoy en día están libres de crisis.

La detección de la fase crítica podría prevenir crisis epilépticas

Como afirma Adrià Tauste, primer autor del trabajo: "Entendemos que este estudio contribuye a la visión, cada vez más aceptada, que la epilepsia es una enfermedad que afecta el funcionamiento de extensas redes neuronales". Y continúa explicando Tauste, "el estudio también proporciona nuevos ingredientes para la predicción y el control de las crisis epilépticas. En los últimos años, los algoritmos de predicción han mejorado sus resultados, pero aún no han alcanzado la eficacia necesaria para su uso terapéutico.

Con este trabajo, apuntamos a una nueva familia de biomarcadores basados en el iEEG que pueden detectar la presencia de una fase "crítica", en la que el paciente podría tomar medidas para la prevención o control de su inminente crisis con más de media hora de antelación". Los resultados de esta línea de investigación abren nuevas perspectivas clínicas para el tratamiento y el diagnóstico de esta enfermedad.

Como indica el doctor Rodrigo Rocamora, "los resultados obtenidos permiten de manera efectiva cambiar el paradigma diagnóstico y terapéutico que se ha tenido tradicionalmente en epilepsia. Si conseguimos detectar estos cambios descritos por el investigador Adrià Tauste mediante sistemas portátiles, podremos avanzar en sistemas de predicción de crisis. Además, si enfocamos la diana terapéutica en formas de funcionamiento cerebral complejo antes de una crisis podremos desarrollar nuevas tecnologías de tratamiento mediante técnicas de modulación cerebral".

Trabajo de referencia: Adrià Tauste Campo, Alessandro Principe, Miguel Ley, Rodrigo Rocamora, Gustavo Deco (2018), "Degenerate time-dependiente network dynamics Anticípate seizures in human Epileptic brain", PLoS Biology, 16 (4): e2002580

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