El efecto del enfriamiento del cerebro en las enfermedades
neurológicas se ha discutido durante más de 50 años. El valor terapéutico del enfriamiento
focal se resumió por primera vez en la década de
1940. El enfriamiento focal se utilizó entonces para tratar pacientes con
traumatismos craneales, cáncer y dolor.
El efecto terapéutico del enfriamiento en epilepsia se demostró
por primera vez en el lóbulo temporal de los primates al comprobar como una hipotermia sistémica suprimía las
descargas epileptiformes. Posteriormente otros estudios pioneros indicaron que
la hipotermia sistémica
(30ºC - 32ºC) suprimía las crisis convulsivas en pacientes con
epilepsia refractaria. Estudios recientes indican que el enfriamiento focal del
cerebro a una temperatura de la superficie cortical de 20ºC - 25ºC termina las descargas epileptiformes sin inducir alteraciones
neurofisiológicas irreversibles o daño neuronal en el tejido cerebral.
Se han propuesto varios mecanismos para los efectos antiepilépticos del enfriamiento focal, incluida la reducción en la
liberación de neurotransmisores, afectación de los canales iónicos dependientes
de voltaje y el enlentecimiento de los procesos de catabolismo.
Un reciente estudio publicado en PLOS Computational
Biology ofrece nuevas hipótesis para poder identificar e investigar los
posibles mecanismos por medio de un enfoque meramente computacional. Para ello
utilizaron un modelo de masa neural para reproducir actividad epileptiforme,
simulando a continuación el efecto del enfriamiento
introduciendo un factor de dependencia de temperatura en el modelo. La
estimación de parámetros del modelo fue obtenida mediante el uso de
grabaciones EEG de experimentos de enfriamiento cerebral focal con ratas in
vivo.
Los experimentos de enfriamiento in vitro
presentaron evidencia de reducción en la liberación de neurotransmisores desde
terminales presinápticos
y pérdida de espinas dendríticas en terminales postsinápticas que apoyan
un efecto del enfriamiento mediado principalmente a nivel de la sinapsis (las
conexiones entre neuronas). Los autores mostraron que la terminación de las
descargas epilépticas es posible al introducir un
factor de temperatura homogéneo en un
modelo de masa neural que atenúa las respuestas de impulso postsinápticas de
las poblaciones neuronales.
Se han propuesto desarrollar
dispositivos de enfriamiento implantables en el campo de la neuromodulación
con sistemas en circuito cerrado que aplicarían la
terapia de enfriamiento focal tras la detección
de las crisis, pero varios aspectos permanecen sin estar bien
definidos con respecto al hardware. Los avances recientes en dispositivos de
precisión han permitido la optimización del sistema de refrigeración local
implantable, que puede llegar a ser clínicamente aplicable en el futuro
cercano.
Para saber más:
1. Soriano
J, et al. Differential temperature sensitivity of synaptic and firing processes
in a neural mass model of epileptic discharges explains heterogeneous response
of experimental epilepsy to focal brain cooling. Knox A, editor. PLoS Comput
Biol. 2017;13:e1005736–26.
2. Fuji M, et al. Application of Focal Cerebral Cooling for the Treatment of
Intractable Epilepsy. Neurol Med Chir(Tokyo). The Japan Neurosurgical Society;
2010;50:839–844.
