Cómo la epilepsia puede alterar el proceso que fija recuerdos durante el sueño

Cada noche, mientras el cuerpo descansa, el cerebro realiza una tarea silenciosa: selecciona lo que vivió durante el día y lo graba de forma más permanente. Este proceso, conocido como consolidación de la memoria, depende de que distintas zonas del cerebro se comuniquen entre sí con precisión.

En esa línea, investigadores del Kennedy Krieger Institute, un centro especializado en neurología pediátrica, y de Johns Hopkins Medicine, demostraron por primera vez en seres humanos cómo tres regiones cerebrales coordinan su actividad para consolidar los recuerdos, y revelaron de qué manera la epilepsia puede interrumpir esa comunicación.

La investigación se realizó con 19 pacientes con epilepsia y se centró en registrar de forma simultánea la actividad eléctrica de tres áreas del cerebro: la corteza orbitofrontal —una zona ubicada justo detrás de los ojos, vinculada a la toma de decisiones y la memoria—, el tálamo —una especie de central de distribución que regula qué información pasa de un área a otra del cerebro— y el hipocampo —región vinculada a la formación de nuevos recuerdos, con forma de caballito de mar, ubicada en la parte interna del lóbulo temporal—.

Los resultados fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

“No habíamos entendido por qué los pacientes con epilepsia tienen problemas con la memoria”, afirmó la doctora Catherine Chu, coautora del estudio, vicepresidenta de neurología del Kennedy Krieger Institute y directora de neurología infantil y epilepsia pediátrica en la Universidad Johns Hopkins, según el comunicado institucional. “Esto a cerrar esa brecha“, añadió.

Cómo se coordinan las señales durante el sueño

El estudio describe una secuencia de señales eléctricas que ocurre mientras la persona duerme y compara al cerebro con una orquesta: cada región tiene su instrumento, y todas deben tocar en sincronía para que la pieza funcione.

Los científicos identificaron tres tipos de señales que se coordinan durante el descanso. Las primeras son las oscilaciones lentas: grandes ondas eléctricas que recorren la corteza cerebral y que actúan como el director de orquesta, marcando el ritmo para las demás.

Los husos del sueño son el segundo tipo de señal: ráfagas breves de actividad que aparecen en etapas específicas del descanso y que se asocian con el procesamiento de lo aprendido; son como los acordes que el cerebro repite para fijarlos.

El tercer elemento son las ondas rápidas hipocampales, señales muy veloces y cortas que se producen en el hipocampo y funcionan como el momento en que la orquesta “apunta” definitivamente los recuerdos en la partitura.

Las oscilaciones lentas de la corteza orbitofrontal organizan tanto los husos como las ondas rápidas hipocampales, dentro de cada región y entre ellas, lo que confirma la existencia de una jerarquía: una región lidera y las otras responden.

Cuanto más coordinadas estaban estas señales en un paciente, mejor resultaba su desempeño al día siguiente en una prueba de memoria motora: una tarea que evaluaba cuánto retenía la persona de un movimiento aprendido la noche anterior.

“Cada registro cerebral contiene una gran cantidad de información, y usamos herramientas de matemáticas y estadística para convertir esa complejidad en patrones claros con relevancia clínica", explicó Mark Kramer, coautor de la investigación y profesor de matemáticas aplicadas y estadística en la Universidad Johns Hopkins. “Estos descubrimientos son posibles solo gracias a nuestro equipo interdisciplinario: ninguna disciplina por sí sola podría haber revelado la historia completa”, completó.

Cuando las descargas epilépticas secuestran el proceso

La segunda parte del hallazgo concierne directamente a quienes padecen epilepsia. Esta condición neurológica se caracteriza por descargas eléctricas anormales en el cerebro, los llamados picos epilépticos, que pueden ocurrir incluso durante el sueño, sin que la persona lo perciba ni despierte.

El equipo observó que, cuando estas descargas se producían en simultáneo con las oscilaciones del descanso, la sincronía entre las tres regiones cerebrales se desmoronaba. El resultado fue: los pacientes que presentaban más picos epilépticos acoplados a las ondas del sueño tenían un peor rendimiento en la prueba de memoria al día siguiente.

La tasa de oscilaciones lentas que coincidían con picos epilépticos fue el predictor negativo del deterioro de la memoria motora nocturna entre los sujetos analizados.

La imagen que se plantea es la de un desconocido que invade la orquesta y ejecuta notas desafinadas en el peor momento posible: mientras el hipocampo procura registrar lo aprendido, la señal se ve interrumpida por la descarga epiléptica, lo que impide que el recuerdo se consolide de igual manera.

Si los patrones de actividad eléctrica durante el sueño pueden identificarse, entonces podrían desarrollarse herramientas para detectar, monitorear y tratar los efectos cognitivos de la epilepsia y conservar la función de la memoria en quienes padecen esta condición.

Más allá de explicar un mecanismo biológico, el trabajo del Kennedy Krieger Institute y Johns Hopkins Medicine tiene aplicación clínica.

En los 19 pacientes analizados, la predicción positiva de una mejoría en la memoria de una noche a otra estuvo dada por la presencia de ondas rápidas hipocampales, en particular si coincidían con ondas rápidas en la corteza orbitofrontal.

Esto confirma la función central del hipocampo como nodo clave en la consolidación de recuerdos y remarca la relevancia de la interacción entre esta estructura y la corteza prefrontal durante el sueño.