Las oscilaciones de alta frecuencia podrían ayudar a curar las crisis epilépticas
La epilepsia es un trastorno neurológico permanente causado por explosiones repentinas de actividad eléctrica cerebral anormal y caracterizado por lapsos momentáneos recurrentes de conciencia, sacudidas musculares o crisis prolongadas. Es una de las enfermedades neurológicas más comunes. Aunque la medicación anticonvulsiva puede detener algunas crisis, la actividad epiléptica subyacente puede seguir causando daños, lo que deteriora la memoria en adultos o el desarrollo cognitivo en niños. Los medicamentos también tienen efectos secundarios y algunos pacientes siguen teniendo convulsiones a pesar de tomarlos. «La cirugía de la epilepsia ofrece una cura real, si se puede identificar claramente el tejido encefálico epiléptico, lo que permite que la cirugía lo elimine todo de forma eficaz», afirma Maeike Zijlmans(se abrirá en una nueva ventana), coordinadora del proyecto Epilepsy_Core, financiado con fondos europeos. En el proyecto se ha ayudado a mejorar los resultados quirúrgicos al localizar el encéfalo epiléptico basándose en la actividad eléctrica detectable durante la cirugía. «Avanzamos en el uso del método relativamente antiguo de electrocorticografía intraoperatoria, con lo que se ha mejorado tanto el registro como el análisis de la actividad eléctrica del encéfalo», explica Zijlmans, del Centro Médico Universitario de Utrecht(se abrirá en una nueva ventana) (UMC Utrecht), anfitrión del proyecto.
Aprovechar la información contenida en las señales eléctricas del encéfalo
Epilepsy_Core, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), se inspiró en el desarrollo de una forma de aprovechar las señales eléctricas del encéfalo para obtener información sobre el origen de la actividad epiléptica. «Aunque la electroencefalografía(se abrirá en una nueva ventana), o EEG, puede registrar la actividad encefálica a partir del cuero cabelludo, las señales eléctricas también pueden registrarse directamente desde el encéfalo. Aunque esto puede hacerse durante las convulsiones, es difícil delimitar el tejido enfermo. La detección durante la cirugía podría guiar directamente al neurocirujano», señala Zijlmans. Sin embargo, responder quirúrgicamente a crisis impredecibles y de inicio rápido no es una estrategia viable, por lo que el equipo aprovechó un descubrimiento clave. Entre las crisis se detectan las llamadas «descargas epileptiformes interictales», vinculadas a la localización del tejido epiléptico. Aunque estas descargas se producen más allá del tejido epiléptico, se descubrió que cuando las frecuencias de las EEG invasivas son revisadas por encima de 80 Hz, o incluso 250 Hz, más altas de lo normal, estas señales ayudan a localizar la zona epiléptica(se abrirá en una nueva ventana). Pero las amplitudes(se abrirá en una nueva ventana) de las oscilaciones de alta frecuencia son pequeñas y se producen de forma aleatoria, por lo que el equipo de Epilepsy_Core tuvo que mejorar su registro y análisis. «Como la actividad encefálica epiléptica se produce en zonas diminutas, es fácil que pase desapercibida cuando se registra utilizando las típicas rejillas de electrodos de baja densidad, con electrodos separados 1 cm entre sí. Así que probamos rejillas de electrodos de alta densidad con el cuádruple de electrodos, que recogen aproximadamente un 25 % más de información de alta frecuencia», explica Zijlmans. Las rejillas de electrodos flexibles se diseñaron para registrar en los espacios quirúrgicos estrechos del encéfalo, sobre todo para verificar si se ha extirpado todo el tejido epiléptico. «Resulta alentador que también descubriéramos que la estimulación eléctrica podía evocar realmente oscilaciones de alta frecuencia, lo que evita la necesidad de esperar a que se produjeran de forma natural. Sin embargo, la aplicación intraoperatoria directa será todo un reto», añade Zijlmans.
Cada vez más cerca de la cura quirúrgica de la epilepsia
Para acercarse a una cura quirúrgica, el equipo revisó una serie de características de la señal que arrojaron nuevos descubrimientos prometedores. Por ejemplo, la entropía espectral de las bandas de alta frecuencia (impredecibilidad en las frecuencias más altas) es fácil de calcular, y las variaciones elevadas de entropía espectral indican actividad epiléptica. El uso del aprendizaje automático para analizar estas características de la señal electrocorticográfica puede confirmar que las personas no sufrirán convulsiones tras la intervención. «Nuestra investigación también contribuye al acervo de conocimientos generales sobre la epilepsia, por ejemplo revelando cómo la actividad epiléptica afecta negativamente al funcionamiento cognitivo, independientemente de las crisis, y vinculando claramente la actividad epiléptica con los marcadores de inflamación en el tejido subyacente », añade Zijlmans. Para acercarse más a un producto clínico, el equipo seguirá estudiando las señales con técnicas de aprendizaje automático más avanzadas, además de seguir desarrollando las rejillas de electrodos flexibles y los métodos de estimulación.
