A maneira como as conexões do cérebro são orientadas poderia influenciar a facilidade com que uma atividade epiléptica se propaga.
Corte coronal do cérebro profundo mostrando a orientação das fibras nervosas, várias estruturas anatômicas e feixes reconstruídos por imagens de difusão.
Crédito: J.J. Lemaire / Instituto Pascal
O cérebro pode ser representado como uma rede. Suas diferentes regiões formam nós, ligados por conexões que transportam sinais. No entanto, essas trocas nem sempre são equivalentes nas duas direções. Uma região pode transmitir mais atividade para outra do que receber dela.
Os pesquisadores estudaram essa organização com simulações computacionais de crises epilépticas. O modelo descreve a atividade de regiões cerebrais interligadas. O objetivo era determinar quais propriedades gerais da rede favorecem ou dificultam a transição para uma atividade semelhante a uma crise.
Um fator se destaca especialmente: a organização das conexões segundo uma direção global. Algumas redes possuem circuitos que retornam facilmente ao ponto de partida. Outras transmitem mais atividade em uma direção, com menos circuitos de retorno. Essa diferença modifica a maneira como uma perturbação pode se amplificar e circular.
Nas simulações, várias medidas matemáticas da estrutura da rede estão estreitamente relacionadas à tendência de produzir crises. Os autores estudaram, em particular, a presença de circuitos, a força global das conexões e sua direção. As relações se tornam mais claras quando aumenta o tamanho da rede simulada.
Concretamente, um circuito permite que uma atividade retorne a regiões já estimuladas. Esse retorno pode contribuir para manter uma perturbação, em vez de deixá-la desaparecer. Em contrapartida, uma rede mais fortemente organizada em uma direção pode limitar certos retornos. O modelo relaciona, assim, a forma da rede à sua dinâmica.
A próxima etapa consiste em confrontar essas relações com redes observadas em pacientes. Se elas forem encontradas em medições reais, poderão ajudar a compreender melhor por que algumas áreas propagam uma crise com mais facilidade.