Le onde cerebrali solitamente presenti nel sonno possono proteggere dall’attività epilettica
La ricerca, pubblicata su Nature Communications e che ha coinvolto il Centro di ricerca biomedica UCLH dell'Istituto nazionale per la salute e la cura (NIHR), ha esaminato le scansioni dell'elettroencefalogramma (EEG) da elettrodi nel cervello di 25 pazienti con epilessia focale (un tipo di epilessia caratterizzata da convulsioni derivanti da una parte specifica del cervello), mentre svolgevano un compito di memoria associativa.
Gli elettrodi erano stati posizionati nel cervello dei pazienti per localizzare l'attività anomala e orientare il trattamento chirurgico.
Durante l'attività, ai partecipanti sono state presentate 27 coppie di immagini che sono rimaste sullo schermo per sei secondi.
Le immagini erano divise in nove gruppi da tre: ciascun gruppo presentava l'immagine di una persona, un luogo e un oggetto.
In ciascun caso, i partecipanti dovevano ricordare quali immagini erano state raggruppate insieme.
I dati EEG sono stati registrati continuamente durante l'attività.
Dopo aver esaminato i dati EEG, il team ha scoperto che il cervello delle persone con epilessia produceva onde lente, della durata inferiore a un secondo, mentre erano svegli e prendevano parte all'attività.
Il verificarsi di queste onde lente di “veglia” è aumentato in linea con l’aumento dell’eccitabilità cerebrale e ha ridotto l’impatto dei picchi epilettici sull’attività cerebrale.
In particolare è diminuita la "attivazione" delle cellule nervose che, secondo i ricercatori, potrebbero proteggere dall'attività epilettica.
L’autore senior, il professor Matthew Walker (UCL Queen Square Institute of Neurology), ha dichiarato: “Il sonno è fondamentale per la riparazione, il mantenimento e il ripristino dell’attività cerebrale. Quando siamo svegli sperimentiamo un progressivo aumento dell’eccitabilità cerebrale, che viene corretta durante il sonno.
"Studi recenti hanno indicato che una forma specifica di attività cerebrale, le onde lente durante il sonno, svolgono un ruolo cruciale in queste funzioni riparatrici. Volevamo verificare se queste onde lente del 'sonno' potessero verificarsi durante la veglia in risposta ad aumenti anormali dell'attività cerebrale associato all’epilessia.
"Questo studio svela, per la prima volta, un potenziale meccanismo protettivo, le onde lente della "veglia", utilizzate dal cervello per contrastare l'attività epilettica. Questo meccanismo sfrutta l'attività protettiva del cervello che normalmente si verifica durante il sonno, ma, nelle persone con epilessia , può verificarsi durante la veglia."
Nell'ambito della ricerca, il team voleva anche verificare se il verificarsi di onde lente "di veglia" avesse effetti negativi sulla funzione cognitiva.
Durante il compito di memoria, i ricercatori hanno scoperto che le onde lente della “veglia” riducevano l’attività delle cellule nervose e quindi influenzavano le prestazioni cognitive, aumentando il tempo richiesto dai pazienti per completare il compito.
Il team ha riferito che per ogni aumento di un’onda lenta al secondo, il tempo di reazione aumentava di 0,56 secondi.
Il professor Walker ha detto: "Questa osservazione suggerisce che le difficoltà cognitive - in particolare i deficit di memoria - sperimentate dagli individui con epilessia possono essere attribuite, in parte, ai brevi disturbi indotti da queste onde lente".
Il team spera che gli studi futuri siano in grado di aumentare tale attività come potenziale nuovo trattamento per le persone affette da epilessia.
L'autore principale, il dottor Laurent Sheybani (UCL Queen Square Institute of Neurology), ha dichiarato: "Il parallelo tra la funzione delle onde lente durante il sonno e, in questo caso, il loro impatto benefico in una condizione patologica, è particolarmente interessante.
"Il nostro studio suggerisce che il cervello impiega un'attività naturale per compensare le attività patologiche; tuttavia, ciò ha un prezzo, poiché è stato dimostrato che le onde lente della 'veglia' hanno un impatto sulle prestazioni della memoria.
"Da un punto di vista puramente neurobiologico, la ricerca rafforza anche l'idea che l'attività del sonno può avvenire in aree specifiche del cervello, piuttosto che avvenire in modo uniforme in tutto il cervello."
La ricerca è stata finanziata dal Medical Research Council, Wellcome, UCLH Biomedical Research Center e dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica.