A1 Epilepsia (hiperexcitabilidade, descargas síncronas)

Tópico

A rede cortical mantém sua atividade normal graças a um equilíbrio entre excitação e inibição que limita a frequência com que seus neurônios disparam coletivamente. Na epilepsia, a rede cortical perde uma fração dessa inibição, e essa perda faz com que a rede se desloque para um regime de atividade sustentada ou instável: quanto maior a fração de inibição perdida, mais a rede cortical se afasta de seu ponto de equilíbrio original. Essa mudança pode ser prevista com uma análise de estabilidade derivada do mesmo modelo de Wilson-Cowan que descreve a rede cortical. Essa análise examina como a rede cortical reage a pequenas perturbações em torno de seu equilíbrio: se essas perturbações forem atenuadas, o equilíbrio entre excitação e inibição é mantido, mas se elas crescerem sem controle, esse crescimento antecipa a transição da rede cortical para o estado ictal.

Dentro da rede cortical, cada neurônio contribui para essa mudança por meio de alterações em suas próprias correntes iônicas: a redução da condutância de potássio do neurônio e o surgimento de correntes de sódio sustentadas — uma extensão do mesmo modelo de condutância iônica que descreve a ativação neuronal — diminuem o limiar de disparo do neurônio. Quanto menor a condutância de potássio, menor se torna esse limiar e, quanto maior a corrente de sódio sustentada, mais fácil é para o neurônio disparar repetidamente em vez de disparar uma vez e parar. Essa facilidade de disparo repetido em cada neurônio, multiplicada por todos os neurônios da rede cortical, é o que sustenta, no nível celular, a hiperexcitabilidade da rede cortical descrita no parágrafo anterior.

Essa hiperexcitabilidade da rede cortical não se manifesta como uma crise epiléptica até que as descargas neuronais se sincronizem. Essa sincronização patológica da rede cortical é resumida em um indicador de sincronização que mede qual fração da rede cortical dispara em uníssono. Este indicador é herdado da mesma estrutura usada para descrever a sincronização de redes de osciladores acoplados: quanto mais neurônios disparam simultaneamente, maior o indicador de sincronização. Quando o indicador de sincronização cruza um limiar crítico, essa ultrapassagem marca o início clínico da crise epiléptica.

Uma vez que a crise epiléptica é desencadeada em um ponto da rede cortical, a descarga não permanece localizada. Ela se espalha fisicamente pela rede cortical como uma frente de avanço, análoga ao mesmo tipo de frente de propagação usada para descrever a migração neuronal, onde a atividade de uma área já sincronizada da rede cortical impulsiona a sincronização da área vizinha, e esta, por sua vez, impulsiona a próxima. Essa propagação expansiva em forma de frente é o que faz com que a crise epiléptica deixe de ser um fenômeno local e passe a afetar extensas regiões da rede cortical.

Após uma crise epiléptica, a rede cortical não permanece presa em um estado de hiperexcitabilidade: sua excitabilidade se recupera exponencialmente durante o período pós-ictal. Essa recuperação restaura gradualmente o equilíbrio entre excitação e inibição que caracterizava a rede cortical antes do episódio, fechando o ciclo que deu origem à crise. Compreender essa sequência, desde a perda inicial da inibição até a recuperação pós-ictal, permite-nos antecipar quando a rede cortical está se aproximando da transição para um estado ictal e quanto tempo ela precisa para recuperar o equilíbrio entre excitação e inibição que lhe permite retornar à função normal.

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