La manera en que están orientadas las conexiones del cerebro podría influir en la facilidad con la que se propaga la actividad epiléptica.
Corte coronal del cerebro profundo que muestra la orientación de las fibras nerviosas, varias estructuras anatómicas y haces reconstruidos mediante imágenes de difusión.
Crédito: J.J. Lemaire / Instituto Pascal
El cerebro puede representarse como una red. Sus diferentes regiones forman nodos conectados por enlaces que transportan señales. Sin embargo, estos intercambios no siempre son equivalentes en ambas direcciones. Una región puede transmitir más actividad a otra de la que recibe.
Los investigadores estudiaron esta organización mediante simulaciones informáticas de crisis epilépticas. Su modelo describe la actividad de regiones cerebrales conectadas entre sí. El objetivo era determinar qué propiedades generales de la red favorecen o frenan la transición hacia una actividad parecida a una crisis.
Hay un factor que destaca especialmente: la organización de las conexiones según una dirección global. Algunas redes poseen circuitos que regresan fácilmente a su punto de partida. Otras transmiten más actividad en una dirección, con menos bucles. Esta diferencia modifica la manera en que una perturbación puede amplificarse y circular.
En las simulaciones, varias medidas matemáticas de la estructura de la red están estrechamente relacionadas con la tendencia a producir crisis. Los autores estudiaron en particular la presencia de bucles, la fuerza global de las conexiones y su dirección. Las relaciones se vuelven más claras cuando aumenta el tamaño de la red simulada.
En concreto, un bucle permite que una actividad regrese a regiones ya estimuladas. Este retorno puede contribuir a mantener una perturbación en lugar de dejar que desaparezca. Por el contrario, una red más fuertemente organizada en una dirección puede limitar algunos retornos. El modelo relaciona así la forma de la red con su dinámica.
El siguiente paso consiste en comparar estas relaciones con redes observadas en pacientes. Si se confirman en mediciones reales, podrían ayudar a comprender mejor por qué algunas zonas propagan una crisis con mayor facilidad.