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.
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pcbi.1005736
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.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/nmc/50/9/50_9_839/_pdf
http://joi.jlc.jst.go.jp/JST.JSTAGE/nmc/50.839?from=CrossRef
