A1 Epilepsia (hiperexcitabilidad, descargas sincronicas)

Tópico

La red cortical mantiene su actividad normal gracias a un equilibrio entre excitación e inhibición que limita cuánto se disparan sus neuronas en conjunto. En la epilepsia, la red cortical pierde una fracción de esa inhibición, y esta pérdida hace que la red cortical se desplace hacia un régimen de actividad sostenida o inestable: cuanto mayor es la fracción de inhibición perdida, más se aleja la red cortical de su punto de equilibrio original. Este desplazamiento puede anticiparse con un análisis de estabilidad heredado del mismo modelo de Wilson-Cowan que describe a la red cortical, análisis que examina cómo reacciona la red cortical ante pequeñas perturbaciones alrededor de su equilibrio: si esas perturbaciones se amortiguan, el equilibrio entre excitación e inhibición se mantiene, pero si en cambio crecen sin freno, ese crecimiento anticipa la transición de la red cortical hacia el estado ictal.

Dentro de la red cortical, cada neurona contribuye a este desplazamiento mediante cambios en sus propias corrientes iónicas: la reducción de la conductancia de potasio de la neurona y la aparición de corrientes sostenidas de sodio, una extensión del mismo modelo de conductancia iónica que describe el disparo de la neurona, reducen el umbral de disparo de la neurona. Cuanto menor es la conductancia de potasio, más bajo queda ese umbral, y cuanto mayor es la corriente sostenida de sodio, más fácil resulta que la neurona dispare de manera repetida en vez de disparar una sola vez y detenerse. Esta facilidad para el disparo repetido de cada neurona es, multiplicada por todas las neuronas de la red cortical, lo que sostiene a nivel celular la hiperexcitabilidad de la red cortical descrita en el párrafo anterior.

Esta hiperexcitabilidad de la red cortical no se manifiesta como una crisis epiléptica hasta que las descargas de las neuronas se sincronizan entre sí. Esa sincronización patológica de la red cortical se resume en un indicador de sincronización que mide qué fracción de la red cortical dispara al unísono, heredado del mismo marco usado para describir la sincronización de redes de osciladores acoplados: cuanto más neuronas disparan al mismo tiempo, más alto sube el indicador de sincronización, y cuando el indicador de sincronización cruza un umbral crítico, ese cruce marca el inicio clínico de la crisis epiléptica.

Una vez que la crisis epiléptica se dispara en un punto de la red cortical, la descarga no permanece localizada: se propaga físicamente a través de la red cortical como un frente que avanza de manera análoga al mismo tipo de frente de propagación usado para describir la migración neuronal, donde la actividad de una zona de la red cortical ya sincronizada impulsa la sincronización de la zona vecina y esta, a su vez, impulsa la siguiente. Esta propagación de tipo frente en expansión es la que hace que la crisis epiléptica deje de ser un fenómeno local y pase a comprometer regiones extensas de la red cortical.

Tras la crisis epiléptica, la red cortical no se queda atrapada en el estado hiperexcitable: la excitabilidad de la red cortical se recupera de forma exponencial durante el periodo post-ictal que sigue a la crisis epiléptica, y esta recuperación repone gradualmente el equilibrio entre excitación e inhibición que caracterizaba a la red cortical antes del episodio, cerrando el ciclo que dio origen a la crisis epiléptica. Comprender esta secuencia, desde la pérdida de inhibición inicial hasta la recuperación post-ictal, es lo que permite anticipar cuándo la red cortical se acerca a la transición hacia el estado ictal y cuánto tiempo necesita la red cortical para recuperar el equilibrio entre excitación e inhibición que le permite volver a funcionar con normalidad.

ID:4283