University of California forskere har laget en matematisk modell som beskriver den elektriske stormen som raser i løpet av en hjerne anfall. De sier modellen, som skal kunngjøres i 22 mars print utgave av Journal of the Royal Society of London Interface , men nå tilgjengelig for abonnenter på nettet, kan etter hvert bidra til nevrologer bedre forstå og behandle epilepsi.
"Vi prøver å komme til de underliggende tilstand av hjernen som fører til slike anfall," sier Mark Kramer, en Ph.D. student i UC Berkeleys Applied Science and Technology Program og hovedforfatter av papiret. "Vårt håp er at modellen kan fremheve potensielle områder der et anfall kan stoppes."
En lateral hodeskalle røntgenbilde av en epilepsi pasient med en serie av elektroder implantert i hjernen hans av Dr. Nicholas Barbaro på UCSF. Elektrodene lov nevrologer for å kartlegge den elektriske aktiviteten produsert i pasientens anfall i forberedelse for hjernekirurgi. Det innfelte til høyre fremhever den matematiske modellen av elektriske bølger, som ble sammenlignet med de faktiske målingene fra de to elektroder bemerket.
Det er flere mulige årsaker til den unormale signalering i epilepsi, herunder sykdom, skader, unormal utvikling av hjernen og en ubalanse i kjemiske signalstoffer som trengs for å formidle beskjeder i hjernen. Noen anfall starter i en svært bestemt område av hjernen som kalles den "beslaget fokuset" før utspredning, og andre, særlig de knyttet til genetiske årsaker, ser ut til å starte samtidig i ulike deler av hjernen.
Det som er klart er at under et anfall, en sterk mønster av elektriske signaler plutselig dukker opp fra tilfeldige svingninger som preger normal hjerneaktivitet. Den sterke bølgene beveger seg på tvers av cortex kan gi brå, uforutsigbar sensasjoner eller ukontrollerbare bevegelser under et anfall.
"Normal hjernebølger ville ligne takkete linjer uten tilsynelatende mønster eller bestille på en elektroencefalogram (EEG)," sier Andrew Szeri, UC Berkeley professor i mekanikk og anvendt vitenskap og teknologi, og rektor etterforsker av studien. "Men i hjernen til epilepsipasienter, er spredning av et anfall tilkjennegis av sterke sammenhengende bølger av elektrisk aktivitet i hjernebarken."