Ponavljajući napadi su iscrpljujući i ponekad mogu biti fatalni. Početak i prezentacija napada značajno varira među pacijentima sa epilepsijom. Od više od 25 kategorija napada u epilepsiji, oni sa motoričkim konvulzijama su možda najviše uznemirujući i generalno od kojih se najviše plaše među pacijentima i negovateljima. Nažalost, konvulzivni napadi su takođe najčešći tip generalizovanih napada. Međutim, malo se zna o izvoru ili preciznom mehanizmu po kome nastaju ovi napadi, što otežava optimizaciju terapija i razvoj ciljanih tretmana za ove pacijente.
Studija koju je vodio dr Roi Sillitoe, profesor na Bejlor koledžu za medicinu i istraživač na Institutu za neurološka istraživanja Jan i Dan Dankan (Duncan NRI) u Teksaškoj dečijoj bolnici, otkrila je mali mozak kao izvor generalizovanih konvulzivnih napada. Istraživači su otkrili da mali mozak, koji je deo zadnjeg mozga i odgovoran za motoričku koordinaciju, menja aktivnost određene grupe neurona u srednjem mozgu koji zatim inicira generalizovane konvulzivne napade. Studija je objavljena u Communications Biology.
„Prema našim saznanjima, ovo je prva studija koja uključuje mali mozak u put koji menja aktivnost određene grupe neurona u oblasti koja se zove ventralno posteromedijalno jezgro (VPM) u talamusu da izazove generalizovane napade“, dr Sillitoe rekao. „Ovi nalazi ne samo da produbljuju naše razumevanje o tome kako napadi nastaju, već se očekuje da će imati širi uticaj na nekoliko neuroloških bolesti. Štaviše, otvaraju zadivljujuću mogućnost korišćenja cerebelarnih kola kao raznovrsne mete za terapeutske intervencije za lečenje generalizovanih epilepsija i drugi neurološki poremećaji“.
Iako je poznato da svaki region mozga obavlja diskretne funkcije, važno je zapamtiti da regioni ne deluju izolovano. U stvari, mnogi regioni su u stalnoj međusobnoj komunikaciji kroz mnoštvo međusobno povezanih neuronskih mreža. Recipročna kortiko-talamička petlja je deo jedne takve mreže koja povezuje neurone u prednjem mozgu – naime, cerebralni korteks – koji kontroliše spoznaju, pamćenje, jezik i obradu emocija sa talamusom, strukturom srednjeg mozga u obliku jajeta koja deluje kao relejni centar za motorne i senzorne informacije.
Ovo neuronsko kolo je važno za nekoliko kritičnih moždanih funkcija kao što su spavanje i učenje, i igra nedvosmislenu ulogu u različitim bolesnim stanjima (npr. određene vrste generalizovanih napada i tremora). Talamusni neuroni, kritični deo ovog kola, takođe su lokus aktivnosti napada. Međutim, nije jasno kako ovi talamički neuroni stvaraju ili propagiraju generalizovane napade.
Trzanje lica je često među prvim očitanjima ponašanja kod generalizovanih konvulzivnih napada kod pacijenata, pa su autori odabrali da proučavaju VPM talamičke krugove, koji su čvrsto povezani sa somatosenzornim korteksom lica i za koje se ranije sumnjalo da igraju važnu ulogu u različitim tipovima. od epilepsije.
Koristeći optogenetiku (tj. korišćenjem svetlosne stimulacije za kontrolu genetski manipulisanih neurona) i tehnike ubrizgavanja leka, istraživači su otkrili da je aktivacija neuronskih inputa posebno na VPM, ali ne i na druga okolna jezgra talamusa, izazvala teške konvulzivne napade kod miševa. Uprkos kanonskom pogledu na homogenu, sinhronu aktivnost talamičkih neurona tokom napada, nedavne studije ukazuju na prisustvo heterogene aktivnosti među populacijama neurona kako na početku napada, tako i tokom perioda napada.
Štaviše, studije na životinjskim modelima su pokazale da deo ćelija u epileptičnom mozgu ostaje uglavnom normalan tokom epizoda napada. Ovde je tim otkrio da veći udeo – čak 80% – VPM neurona može promeniti svoju aktivnost i aktivno doprineti pokretanju ili održavanju napada. Unutar ove populacije, aktivnost pogođenih neurona može poprimiti različite oblike, što sve zajedno ukazuje na visok nivo heterogenosti u neuronskim odgovorima, kao i na identitet neurona koji reaguju u odnosu na one koji ostaju nepromenjeni.
Na veće iznenađenje tima, u njihovom modelu, cerebelarni neuroni su pokazali najveću sposobnost da izazovu napade među mogućim regionima mozga koji su doprineli. Eksperimenti praćenja virusa otkrili su specifične ulaze iz moždanog korteksa i cerebelarnih regiona u VPM neurone koji su aktivirani tokom napada. Zanimljivo je da kada su lidokainom inhibirali aktivnost cerebelarnog izlaznog puta, VPM neuroni su prestali da izazivaju napade.
„Identifikovanje novog kritičnog neuronskog kola od malog mozga do VPM neurona u talamusu kao izvora napada je zaista uzbudljivo. Ono pruža fundamentalne uvide u to kako su glavni moždani čvorovi međusobno povezani i regulisani za optimalnu funkciju i ponašanje“, prokomentarisao je prvi autor dr. Jaclin Beckinghausen.
„Postaje sve očiglednije da mali mozak, latinski za ‘mali mozak’, možda nije tako mali u svojoj sposobnosti da pokreće različita ponašanja u normalnim i bolesnim stanjima,“ dodao je dr Silitoe. „Imajući u vidu njegove sve raznovrsnije i složenije uloge u motornim i nemotornim funkcijama i shodno tome, njegov doprinos bolestima u rasponu od ataksije, distonije i tremora do autizma, šizofrenije i napada, pitamo se koje bi druge velike misterije ovaj moćni ‘mali mozak’ mogao sakriti se“.
