¿Cómo se desarrollan las convulsiones epilépticas? Un nuevo modelo de las Universidades de Bonn y Oldenburg puede ayudar a responder esta pregunta. Los físicos de las Universidades de Bonn y Oldenburg han desarrollado un modelo cuyo comportamiento, aunque basado en reglas estrictas, aparentemente puedecambian espontáneamente. También hay cambios de este tipo en la naturaleza, por ejemplo, en el desarrollo de ataques de migraña o ataques epilépticos. El mecanismo, descrito por primera vez por los investigadores, podría ayudar a comprender mejor eventos extremos como estos.el trabajo se publicará pronto en la revista profesional Revisión física X , y ya está disponible en línea.
Los anillos rojos ardientes irregulares se mueven a través de la pantalla de la computadora. Se agrandan, se fusionan, se disipan, forman descendencia, un ciclo constante de emergencia y descomposición. Pero de repente la pantalla se oscurece; los anillos han desaparecido. Por unos segundos, nadasucede. Luego, la superficie oscura comienza a pulsar. Cambia su color rítmicamente, casi imperceptiblemente al principio, pero esto se vuelve más claro. Poco después hay un segundo cambio: toda la superficie de repente parpadea en rojo. Finalmente, los anillos reaparecen; el evento extremo esencima.
Algo similar puede aparecer en el cerebro cuando comienza un ataque de migraña o se desarrolla una convulsión epiléptica: de repente, miles de millones de neuronas entran simultáneamente en un estado excepcional. Las reglas que normalmente obedecen parecen anularse de una vez.
El software que muestra sus resultados en la pantalla de la computadora en la oficina del Departamento de Epileptología del Hospital de la Universidad de Bonn muestra un comportamiento muy similar: aparentemente de la nada, a intervalos completamente impredecibles, el modelo subyacente cambia su dinámica. Lo que es sorprendentees que en realidad obedece a reglas simples que, sin embargo, crean una especie de aleatoriedad.
efectos de mundo pequeño
Este modelo es una red de miles de elementos individuales, los nodos. Estos están interconectados, por lo que pueden comunicarse e influenciarse entre sí. En este proceso, interactúan no solo con sus vecinos sino también con algunos nodos remotos.Los científicos se refieren a una red de "mundo pequeño". Las células nerviosas del cerebro se comunican entre sí de una manera muy similar.
Aunque las reglas de comunicación se determinan con precisión, las redes de este tipo demuestran un comportamiento muy complejo. Por un lado, esto se debe a la multitud de nodos y, por otro lado, al cableado que conecta estos nodos ".ahora han podido demostrar que el comportamiento de tales redes puede cambiar espontáneamente ", explica Gerrit Ansmann, autor principal del trabajo y candidato a doctorado en el grupo de Neurofísica." Sin embargo, estos cambios solo ocurren bajo ciertas condiciones ", explica el Prof. Dr.Klaus Lehnertz, jefe del grupo: "Esperamos, con nuestro modelo, poder comprender mejor las condiciones bajo las cuales se desarrollan los eventos extremos en el cerebro".
El cambio entre varios patrones de actividad, incluida la generación y terminación de eventos extremos, se basa en un mecanismo fundamental, que también se puede traducir a otro sistema, por ejemplo, a patrones de excitación en el corazón ". Esta generalidad permite amplias aplicaciones denuestros hallazgos en otros campos científicos ", subraya la Prof. Dra. Ulrike Feudel, jefa del grupo Física teórica / Sistemas complejos en el Instituto de Química y Biología del Medio Marino de la Universidad de Oldenburg
El trabajo es parte de un proyecto financiado por la fundación Volkswagen. En este proyecto, los científicos investigan los mecanismos a través de los cuales se desarrollan eventos extremos utilizando los ejemplos de ataques epilépticos y floraciones de algas tóxicas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bonn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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