Una estructura particular en el cerebro es un "punto de estrangulamiento" para un tipo de ataque epiléptico que afecta principalmente a los niños, según descubrieron los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.
Los investigadores utilizaron una tecnología avanzada llamada optogenética para mostrar, en modelos de roedores de una de las formas más comunes de epilepsia infantil, que inducir actividad rítmica sincronizada en un tracto nervioso específico dentro de esta estructura es suficiente para causar convulsiones, al tiempo que interrumpe esola actividad es suficiente para terminarlos
La epilepsia, un patrón de convulsiones recurrentes, afecta a aproximadamente 1 de cada 26 personas a lo largo de su vida, dijo John Huguenard, PhD, profesor de neurología y ciencias neurológicas y de fisiología molecular y celular. Ausencia o convulsiones petit-mal, unforma de epilepsia con mayor probabilidad de ocurrir entre niños de 6 a 15 años: representa aproximadamente 1 de cada 20 casos de epilepsia. Se caracterizan por una pérdida repentina de la conciencia, acompañada de una congelación conductual y postural que persiste hasta15 segundos. Un niño que experimenta un ataque de ausencia generalmente no lo recuerda.
"Estas convulsiones pueden ser tan sutiles que pasan desapercibidas o se confunden con falta de atención", dijo Huguenard.
Los nuevos hallazgos, descritos en un estudio que se publicará en línea el 15 de diciembre en neurona señale la posibilidad de mejorar las formas de reducir, detener o incluso prevenir las convulsiones por ausencia en niños susceptibles. Hay razones para pensar que estos hallazgos también pueden aplicarse a una gama más amplia de tipos de convulsiones, incluidos los casos más dramáticos y mejor conocidosmal, caracterizado por movimientos bruscos involuntarios además de pérdida de conciencia.
Huguenard comparte la autoría principal del estudio con Jeanne Paz, PhD, ex becaria postdoctoral en su grupo y ahora profesora asistente de neurología en la Universidad de California-San Francisco e investigadora asistente en los Institutos Gladstone en San Francisco. Después de Paz,quien inició el estudio, partió para UCSF, los experimentos fueron continuados por el estudiante graduado de Stanford Jordan Sorokin, autor principal del estudio, bajo la dirección de Huguenard.
convulsiones diarias múltiples
"Muchas personas piensan que las convulsiones por ausencia son leves porque no hay temblores ni caídas en el piso", dijo Paz. "Pero algunos niños tienen más de 200 convulsiones por ausencia al día, lo que les hace imposible aprender en la escuela. Ylos medicamentos que toman para sus ataques pueden no funcionar bien "
Las convulsiones por ausencia son un tipo de convulsiones generalizadas: patrones de actividad de activación de las células nerviosas rítmicas que, aunque se originan en una u otra región del cerebro, se propagan por todo el órgano. Implicado en todas las convulsiones generalizadas está el circuito nervioso en un profundoestructura cerebral llamada tálamo, cuyas funciones normales incluyen transmitir información sensorial a la corteza cerebral a través de una proyección nerviosa llamada tracto talamocortical.
Recurriendo a una tecnología cada vez más extendida llamada optogenética, pionera en el laboratorio del coautor del estudio Karl Deisseroth, MD, PhD, profesor de Stanford de bioingeniería y de psiquiatría y ciencias conductuales, los investigadores insertaron el gen para una célula sensible a la luz-proteína de la superficie llamada opsina en un conjunto de células nerviosas excitadoras en el tracto talamocortical de ratas y ratones criados para ser propensos a convulsiones por ausencia.
Como resultado de esta manipulación, la opsina apareció en las superficies de esas células nerviosas talamocorticales excitadoras. La opsina particular que los científicos usaron para algunos de sus experimentos fue inhibitoria. Su presencia en las células nerviosas significaba que, cuando se enviaba luz amarilla aa través de un cable de fibra óptica implantado, esas células no podrían dispararse.
Las células nerviosas excitadoras del tracto talamocortical son algo así como estudiantes de segundo grado excitables. Imagine un aula llena de niños que comparten la incapacidad de permanecer completamente callados durante más de cinco segundos. Imagine, además, un maestro al que no le molesta el ruido ocasionalsusurro o arrebato al azar, pero quién no tolerará el ruido por encima de un cierto umbral. Cuando el estruendo excede ese nivel, el maestro grita "¡Silencio!"
El resultado inevitable de este silenciamiento forzado: cinco segundos después, la sala estallará en un estallido de ruido, que a su vez inducirá un comando autoritario de cesar y desistir, seguido de otra erupción, y así sucesivamente. El mismo acto de inhibiciónconduce un patrón de disparo rítmico.
interrumpiendo el patrón
De manera similar, en el tálamo, la inhibición el análogo "maestro" se aplica a las células nerviosas excitadoras del tracto talamocortical por un conjunto diferente de células en el tálamo cuyo trabajo es generar ritmos útiles en esta estructura cerebral.El patrón de disparo suave y rítmico en el tracto talamocortical es típico durante el sueño normal. Tiene sentido, cuando un individuo necesita dormir, desconectar las entradas sensoriales disruptivas del tálamo a la corteza.
Pero en ausencia de epilepsia, esta canción de cuna talamocortical útil y rítmica es secuestrada y amplificada en el rango de distorsión. Parece que los defectos sutiles dentro de los circuitos pueden predisponer el disparo del tracto talamocortical para deslizarse demasiado fácilmente en la sincronía de bloqueo.
Los investigadores habían observado que los disparos en el tracto talamocortical cambiaron de un patrón caótico a un patrón rítmico durante las convulsiones naturales de sus animales de prueba. Mediante la optogenética, los científicos pudieron inhibir bruscamente el disparo en las células talamocorticales excitadoras, y asíhaciendo, para inducir convulsiones a voluntad en los animales, con solo pulsar un interruptor.
"Un solo pulso de luz amarilla fue suficiente para generar actividad rítmica de disparo en toda la corteza, en ambos hemisferios del cerebro", dijo Huguenard.
La inserción de un tipo diferente de opsina, también desarrollada en el laboratorio de Deisseroth, lejos de inhibir las células talamocorticales excitadoras las hizo más excitables en respuesta a un pulso de luz azul. Esta predisposición podría cancelarse administrando luz amarilla.Otro color de luz entregada, los investigadores demostraron que hacer que las células talamocorticales excitadoras sean menos susceptibles a la inhibición interrumpió su sincronía de disparo colectivo y bloqueó la actividad de las convulsiones.
"Nuestro estudio muestra que el tálamo es un punto de estrangulamiento cuya implicación es esencial para el mantenimiento de las crisis de ausencia", dijo Paz. Tanto Paz como Huguenard sugirieron que los tratamientos capaces de guiar las células nerviosas talamocorticales excitadoras de una estrecha sincronización a una más caóticael patrón de disparo puede detener las convulsiones por ausencia, y, tal vez, también otras formas de epilepsia generalizada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Stanford . Original escrito por Bruce Goldman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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