Por Viktoriya Karaivanova, alumna del Master de Neurociencia de la UAM
Liset Menéndez de la Prida es Profesora de Investigación del CSIC y directora del Laboratorio de Circuitos Neuronales en el Instituto Cajal en Madrid. Aunque se graduó en Físicas, hizo el doctorado en Neurociencia. Su laboratorio busca comprender cómo el cerebro construye la memoria a través del espacio y el tiempo, y cómo se alteran estos mecanismos en enfermedades como la epilepsia.
Usted focaliza su trabajo en las epilepsias que tienen su origen en el hipocampo, pero ¿en qué otras regiones del cerebro podría producirse iniciarse una crisis de epilepsia?
La epilepsia focal puede manifestarse en diferentes regiones fuera del lóbulo temporal y tiene un espectro amplio de causas. Pueden surgir focos en los lóbulos frontales, parietales y occipitales, afectando la función de diferentes regiones corticales. Por ejemplo, las crisis que se originan en la corteza premotora [localizada en el lóbulo frontal] se caracterizan por automatismos motores, mientras que las que se originan en la corteza ventromedial [implicada en la toma de decisiones] se asocian con sensaciones emocionales intensas. Eso refleja la activación focal de diferentes circuitos subyacentes.
¿En qué consisten las oscilaciones neuronales y para qué sirven?
Las oscilaciones neuronales representan el modo de operación básico del cerebro. Son el reflejo de las fluctuaciones en el flujo de cargas eléctricas a través de las membranas neuronales. De la misma manera que el latido del corazón se manifiesta en el electrocardiograma, la actividad cerebral genera ondas en el electroencefalograma. El corazón es algo más sencillo; bombea sangre y el latido refleja la contracción y relajación del órgano, la apertura y cierre de válvulas, etc. Todo ello determinado por la actividad eléctrica del tejido muscular cardíaco. El cerebro en cambio es mucho más complejo, formado por una enorme cantidad de neuronas y otros tipos celulares que establecen redes de interconexión. Las oscilaciones neuronales son la manifestación de esa actividad.
¿Cómo se caracterizan las oscilaciones neuronales en el hipocampo humano normal?
Esta pregunta tiene truco. El hipocampo es una estructura plegada y localizada dentro del lóbulo temporal. Está tan alejada del cráneo que para registrarla hay que introducir electrodos dentro del cerebro, porque el electroencefalograma de superficie [no invasivo] no es capaz de detectarlo. Por tanto, no sabemos realmente cómo son las oscilaciones neuronales de una persona sin epilepsia, porque éticamente no podemos implantarle electrodos sin un objetivo clínico. En cambio, sí sabemos cómo funciona el hipocampo de una persona con epilepsia. Y de ahí podemos intuir cómo deberían ser las oscilaciones en el hipocampo humano sano al compararlo con los registros en otros animales, como ratas y ratones.
¿Cómo se ven alteradas las oscilaciones en el personas con epilepsia?
Lo que vemos en registros intracraneales del hipocampo humano con epilepsia es la presencia de oscilaciones muy rápidas llamadas ‘fast ripples’. Son ritmos de entre 200-400 ciclos por segundo. Hemos aprendido que las variaciones regionales de estas oscilaciones reflejan variaciones del foco epiléptico asociado. Es decir, donde vemos fast ripples vemos más actividad epiléptica y más alteraciones estructurales, y donde vemos menos fast ripples identificamos un hipocampo más ‘sano’, sin llegar a serlo. Así que los fast ripples pueden ser usados para guiarnos a lo largo del foco; son marcadores de epileptogénesis. Y vuelvo a insistir en que hemos llegado a este conocimiento no solo estudiando el cerebro humano, sino apoyándonos en estudios básicos de otros animales. Sin poder comparar entre especies es difícil poder avanzar en mejorar las herramientas diagnósticas de las enfermedades que nos aquejan.
¿Se pueden observar esta clase de alteraciones en otras patologías?
Supongo que por otras patologías nos referimos a epilepsias extratemporales. Hemos aprendido que las fast ripples son exclusivos de las regiones epileptógenas porque reflejan la actividad hipersincronizada de pequeños grupos de neuronas en menos de 1 milímetro cuadrado. Pueden ser detectadas cerca de los focos corticales, aquí sí con el EEG de superficie si el foco es muy potente, o con mantas de electrodos que se implantan bajo el cráneo.
¿Se podría adaptar para conseguir una técnica de registro no invasiva?
Es un reto, sobre todo para poder llegar a estructuras cerebrales profundas como el hipocampo. Es un área muy creativa en la que estamos usando diferentes estrategias. Por ejemplo, utilizar la luz, o la radiación, para poder identificar anomalías estructurales que podamos vincular con la presencia de fast ripples. De momento siguen siendo técnicas invasivas porque es necesario introducir una fibra óptica para iluminar, pero digamos que si se optimiza bien podría incluso tratarse de una cirugía de mínimo acceso.
¿Se podría utilizar este conocimiento para el diagnóstico y pronóstico?
Esa es la idea. Pero me gustaría remarcar que para llegar a ese punto hay mucho aún que investigar. Es un proceso lento pero seguro.
Viendo que en la epilepsia del lóbulo temporal se producen disparos (oscilaciones) alteradas con respecto a una persona sana, ¿podría esto repercutir en la memoria?
Evidentemente. Volviendo a la analogía del corazón, un latido alterado delata una patología cardíaca subyacente. En el cerebro igual. Si las oscilaciones neuronales reflejan la actividad de un colectivo de neuronas, sus alteraciones deben también ser un reflejo de la disfunción y por lo tanto relacionarse con alteraciones cognitivas. Es lo que nosotros llamamos ritmopatías cognitivas, y no solo se manifiestan como fast ripples, sino en todo el espectro oscilatorio del cerebro. Creemos que todo rango de oscilaciones cerebrales tiene valor diagnóstico para identificar las complicaciones cognitivas asociadas.
¿Qué pronóstico/utilidad clínica ve para estos descubrimientos?
Puede ayudar a diagnosticar mejor, a planificar mejor la terapia farmacológica, o incluso a pronosticar los instantes de mayor probabilidad de sufrir crisis epilépticas o afectaciones cognitivas. Las personas que sufren de epilepsia saben que no todos los días son iguales, hay momentos en los que incluso ellos mismos pueden tener síntomas más acusados. Podríamos poner esto en valor cuantificando las alteraciones de la actividad oscilatoria que acompañan a estos síntomas.
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