“El núcleo posteromedial ventral (VPM) es una fuente de convulsiones generalizadas, con información del cerebelo que proporciona señales críticas”, concluye un equipo interdisciplinar de neurocientíficos de Estados Unidos. Despejan muchas dudas sobre las convulsiones recurrentes que, es bien sabido, son debilitantes y, en ocasiones, pueden ser fatales en pacientes epilépticos.
En un estudio experimental que difunde Communications Biology, los investigadores diseñaron un modelo de ratón optogenético in vivo para provocar convulsiones motoras convulsivas.
Alrededor de un tercio de los pacientes con epilepsia experimentan convulsiones persistentes, incluso después del tratamiento y, en más del 60 % de los casos, el catalizador de la precipitación inicial de las convulsiones no está claro para los científicos y clínicos.
Como consecuencia de todo esto, es difícil optimizar las opciones terapéuticas. En este trabajo hacen hincapié en que “existe una necesidad apremiante de definir la relación entre la actividad neuronal anormal y el comportamiento inducido por una convulsión, ya sea que la convulsión exista como un evento aislado o como parte de una condición epiléptica crónica”.
En este sentido, subrayan que si bien las redes tálamo-corticales son fundamentales para las convulsiones, no está claro cómo estos circuitos las inician. “Probamos si una región facial del tálamo, el núcleo posteromedial ventral (VPM), es una fuente de convulsiones motoras convulsivas generalizadas y si su entrada convergente impulsa el comportamiento”, añaden.
Así, diseñaron un modelo de ratón optogenético in vivo para provocar convulsiones motoras convulsivas al impulsar estas entradas y realizar grabaciones de una sola unidad durante las convulsiones convulsivas despiertas, “para definir la actividad local de las neuronas talámicas antes, durante y después de su inicio”.
Circuitos del cerebelo
Encontraron actividad dinámica con propiedades bifásicas, lo que plantea la posibilidad de que la actividad heterogénea promueva las convulsiones. “Nuestros datos revelan que el núcleo posteromedial ventral (VPM) es una fuente de convulsiones convulsivas generalizadas, con información del cerebelo que proporciona señales críticas”, concluye este trabajo.
En este estudio, dirigido por el Dr. Roy Sillitoe, profesor del Baylor College of Medicine e investigador del Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) del Texas Children’s Hospital, se descubrió que el cerebelo es una fuente de ataques convulsivos generalizados.
Hallaron que en esta parte del cerebro posterior, responsable de la coordinación motora, altera la actividad de un grupo específico de neuronas en el cerebro medio, que luego inicia ataques convulsivos generalizados.
“Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que implica al cerebelo en una vía que altera la actividad de un grupo específico de neuronas en un área llamada núcleo posteromedial ventral (VPM), en el tálamo, para causar convulsiones generalizadas”, subraya el profesor Sillitoe.
Este avance no sólo arroja luz en la comprensión de cómo se originan las convulsiones, sino que allana el camino para el tratamiento de otras enfermedades neurológicas.
Además, abre la posibilidad de que los neurocientíficos utilicen los circuitos del cerebelo como objetivo versátil para las intervenciones terapéuticas, con el fin de tratar las epilepsias generalizadas y otros trastornos neurológicos.
Actividad convulsiva en las neuronas talámicas
El circuito cortico-talámico recíproco es parte de una de las redes que conecta las neuronas en 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 retransmisión de 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 diferentes estados patológicos (por ejemplo, ciertos tipos de convulsiones y temblores generalizados).
Las neuronas talámicas, una parte crítica de este circuito, son también el lugar de la actividad convulsiva. Sin embargo, no estaba claro exactamente cómo estas neuronas generan o propagan convulsiones generalizadas.
Las contracciones faciales a menudo se encuentran entre las primeras lecturas de comportamiento en las crisis convulsivas generalizadas en pacientes y, por lo tanto, los autores optaron por estudiar los circuitos talámicos de VPM, estrechamente interconectados con la corteza somatosensorial facial.
Se sospechaba que desempeñaban un papel importante en varios tipos de epilepsias. Ahora y apoyándose en la optogenética (estimulación de luz para controlar neuronas manipuladas génicamente) y técnicas de inyección de fármacos, este equipo encontró que la activación de entradas neuronales específicamente al VPM, pero no a otros núcleos talámicos circundantes, causaba convulsiones convulsivas severas en murinos.
“Identificar un nuevo circuito neuronal crítico desde el cerebelo hasta las neuronas VPM en el tálamo como fuente de convulsiones es realmente emocionante. Ofrece información fundamental sobre cómo los principales nodos cerebrales se interconectan y regulan para una función y un comportamiento óptimos”, destaca por último la doctora Jaclyn Beckinghausen, primera autora de este estudio.
