Cómo moldear la actividad de ciertas neuronas podría ayudar a tratar la epilepsia y otras patologías cerebrales

Durante años, se consideró que las ondas cerebrales seguían únicamente los caminos fijados por la anatomía, como si recorrieran un terreno inalterable. Sin embargo, un avance liderado por la Universidad Miguel Hernández de Elche y el Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) revela que la excitabilidad neuronal puede invertir el sentido de estas ondas, desafiando las ideas tradicionales sobre la dinámica cerebral.

Publicado en iScience, este descubrimiento muestra que basta un pequeño cambio en la predisposición de ciertas regiones a activarse para alterar la dirección habitual de las señales eléctricas, abriendo nuevas rutas para abordar enfermedades neurológicas y replantear el futuro de la medicina cerebral.

Las ondas lentas cerebrales son manifestaciones eléctricas internas que recorren el cerebro, incluso durante el sueño profundo o la anestesia. En investigaciones anteriores, se consideraba que su desplazamiento seguía el entramado anatómico del órgano, como un río obligado a seguir el curso del terreno.

Ahora, los científicos revelaron que no solo el “mapa” cerebral cambia la dinámica, sino también cuán dispuestas están las neuronas a activarse y coordinarse. Si una región cerebral se “anima” más que el resto, es capaz de marcar el camino para las señales eléctricas y modificar su sentido habitual.

La excitabilidad neuronal es la facilidad con la que los grupos de neuronas responden y transmiten impulsos eléctricos. Mientras algunas áreas del cerebro permanecen en una especie de reposo, otras pueden estar especialmente listas para disparar y contagiar a las regiones colindantes. El trabajo liderado por Javier Alegre Cortés reveló que basta un pequeño aumento en esta predisposición para que toda la actividad cerebral cambie de orientación.

Para clarificar este proceso, Alegre Cortés propuso una analogía: en una clase, si un estudiante impone una moda o un ritmo de trabajo, es habitual que el resto lo adopte. Lo mismo pasa en el cerebro: la zona más activa puede convertirse en el referente que arrastra a las demás y define el recorrido de esas ondas, instaurando un nuevo patrón.

El proceso seguido por los investigadores unió simulaciones informáticas y pruebas con animales, ofreciendo resultados sólidos a partir de dos enfoques complementarios. Mediante un modelo matemático diseñado a partir de datos cerebrales reales, consiguieron simular el comportamiento de diversas regiones neuronales, tanto en estado de aislamiento como en interacción. El modelo adelantó que incrementar la excitabilidad en un área concreta podía, literalmente, invertir el recorrido comúnmente observado de las ondas cerebrales.

Para validar la predicción, el equipo anestesió ratones y aplicó un cóctel de fármacos en la zona occipital, que generó un aumento de la actividad neuronal. El hallazgo fue contundente: las ondas eléctricas, que normalmente avanzan del lóbulo frontal hacia el posterior, comenzaron a desplazarse en sentido inverso. Así, la predicción del modelo se convirtió en un hecho tangible, y la teoría pasó con éxito la prueba experimental.

Este tipo de ondas está estrechamente vinculada a la organización interna del cerebro durante etapas como el sueño profundo. Si las reglas que las gobiernan se desajustan, pueden surgir patrones eléctricos caóticos, con consecuencias en enfermedades como la epilepsia y otros trastornos neurológicos. Saber de qué manera la excitabilidad dirige estos procesos resulta fundamental, ya que abre la posibilidad de identificar dónde y cómo intervenir para restaurar un equilibrio saludable.

Además, este conocimiento ofrece un nuevo enfoque para terapias futuras. Si los especialistas logran detectar las regiones cerebrales más propensas a modificar la dinámica neuronal, podrán diseñar estrategias para impedir que alteren negativamente el ritmo cerebral. Ello facilitaría, por ejemplo, evitar la aparición de crisis epilépticas o modular la actividad en otras patologías neurológicas.

Alegre Cortés destacó que parte fundamental de este avance consiste en haber analizado “al mismo tiempo la actividad local y la interacción global, lo que permitió ver cómo las diferencias locales se diluyen al conectar las redes”. Esta combinación proporciona una herramienta única para investigar escenarios complejos y probar hipótesis con una precisión hasta ahora inalcanzable.

Universidad Miguel Hernández de Elche y el Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH) coinciden en que este avance abre perspectivas inéditas para abordar la dinámica cerebral y sus alteraciones.

La integración de simulación y experimentación no solo aclara mecanismos básicos, sino que allana el camino para enfrentar de manera creativa y rigurosa los desafíos planteados por enfermedades neurológicas.

En suma, estos resultados señalan que la organización interna del cerebro es mucho más adaptable de lo imaginado. Cambios limitados en la excitabilidad de ciertas zonas pueden transformar la actividad de todo el órgano.

Colocar la excitabilidad neuronal en el centro del debate científico permitirá, sin duda, diseñar nuevas estrategias para comprender y tratar los trastornos cerebrales, marcando el inicio de una etapa renovada en la neurociencia.