Έρευνα επιστημόνων, που ήταν αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας ανάμεσα στα εργαστήρια του δρος Peyman Golshani στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, του δρος Tristan Shuman στο Νοσοκομείο Mount Sinai της Νέας Υόρκης και του εργαστηρίου της δρος Παναγιώτας Ποϊράζη στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας στο Ηράκλειο (ΙΤΕ), αποδεικνύει ότι ένα χαρακτηριστικό της επιληψίας, συγκεκριμένα η έλλειψη συγχρονισμού ανάμεσα σε εγκεφαλικές περιοχές, επηρεάζει αρνητικά την κωδικοποίηση πληροφοριών που αφορούν στον χώρο, δηλαδή την ικανότητα χωρικής πλοήγησης. Η εργασία αυτή δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Neuroscience» και σε αυτή συμμετείχαν από το ΙΜΒΒ η υποψήφια διδάκτορας Ιωάννα Πανδή και ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Σπύρος Χαυλής.
Σύμφωνα με την ιατρική βιβλιογραφία, όπως αναφέρει η ανακοίνωση του ΙΤΕ, το 10% του ανθρώπινου πληθυσμού ενδέχεται να προσβληθεί από επεισόδιο επιληπτικής κρίσης μία φορά σε κάποια φάση της ζωής του. Οι εστιακές επιληψίες οφείλονται σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, με τον ιππόκαμπο να αποτελεί την πιο κοινή εστία πυροδότησης. Ο ιππόκαμπος είναι μια δομή εξόχως σημαντική σε νοητικές λειτουργίες, όπως η μάθηση, η μνήμη, και ο προσανατολισμός μας στον χώρο.
Η εξασθένιση των νοητικών λειτουργιών καταβάλλει τους ασθενείς για αρκετές εβδομάδες, επηρεάζοντας την καθημερινή επαγγελματική και οικογενειακή τους ζωή. Επομένως, όπως εκτιμούν οι επιστήμονες, είναι αναγκαία η παροχή φροντίδας και υποστήριξης, τόσο για την αποτροπή των επεισοδίων όσο και για τη μετέπειτα αποκατάσταση των νοητικών λειτουργιών σε σύντομο χρονικό διάστημα. Δυστυχώς, η ανάπτυξη συνδυαστικών θεραπειών δεν είναι εύκολη, όπως εξηγούν, κυρίως λόγω της ανεπαρκούς εξιχνίασης των νευρολογικών συνθηκών που οδηγούν στα νοητικά ελλείμματα Σε απλή γλώσσα, όπως αναφέρεται στην ανακοίνωση, τα νευρικά κύτταρα βασίζονται σε χρονικά ακριβή και πολύ τυποποιημένα συστήματα μετάδοσης ηλεκτρικών σημάτων, για να μεταβιβάσουν όσες πληροφορίες κωδικοποιεί ο εγκέφαλός μας. Εάν αυτή η ακρίβεια διαταραχθεί, το δίκτυο μετάδοσης καταρρέει και είναι επόμενο να προκαλείται σύγχυση.
Πειράματα οδήγησαν στη διαπίστωση ότι στα επιληπτικά ζώα, τα κύτταρα που κωδικοποιούν τη θέση του ζώου -τα επονομαζόμενα χωρικά κύτταρα- μειώθηκαν σε αριθμό, έγιναν πιο ασταθή και περιείχαν λιγότερη πληροφορία απ’ ό,τι σε υγιή πειραματόζωα. Διαπιστώθηκε επίσης ότι οι ενδονευρώνες (είδος νευρικών κυττάρων) μεταξύ δύο κρίσιμων υπο-περιοχών του ιππόκαμπου (της DG και CA1) ήταν «ασυγχρόνιστοι» στα επιληπτικά, αλλά όχι στα υγιή πειραματόζωα. Δεν υπήρχε δηλαδή χρονική ακρίβεια στην επικοινωνία νευρικών κυκλωμάτων στο εσωτερικό του ιππόκαμπου, η οποία όμως είναι κρίσιμη για την ομαλή λειτουργία του. Η δυσλειτουργία αυτή που δημιουργείται από την επιληψία επηρεάζει αρνητικά τις ικανότητες χωρικής πλοήγησης.
Η ερευνητική αυτή εργασία βασίστηκε σε πλήθος διαφορετικών πειραμάτων και μεθόδων. Οι ερευνητικές ομάδες των Golshani και Shuman, χρησιμοποιώντας ένα καινοτόμο, ασύρματο μίνι-μικροσκόπιο, κατέγραψαν την εγκεφαλική δραστηριότητα, καθώς τα πειραματόζωα έτρεχαν σε στατικούς διάδρομους εμπλουτισμένους με διάφορα οπτικά και ακουστικά ερεθίσματα. Η εργαστηριακή ομάδα της δρος Ποϊράζη ανέλαβε την ανάπτυξη των υπολογιστικών μοντέλων, με στόχο τη θεωρητική ανάλυση των αποτελεσμάτων, καθότι οι πειραματικές τεχνικές του πάγκου συναντούν φραγμούς που δοκιμάζουν τα όρια ακόμη και των πιο σύγχρονων τεχνολογιών. Με τη χρήση υπολογιστικών μοντέλων, η ομάδα του ΙΤΕ-ΙΜΒΒ έδειξε ότι ο «αποσυγχρονισμός» των νευρικών κυκλωμάτων ανάμεσα στις υπο-περιοχές του ιππόκαμπου επιφέρει αλλοιώσεις στα χαρακτηριστικά των χωρικών κυττάρων, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν αρνητικά τις ικανότητες χωρικής πλοήγησης. Η σημαντική αυτή ανακάλυψη αποτελεί το έναυσμα για την καλύτερη κατανόηση των δυσλειτουργιών που σχετίζονται με την επιληψία και αναμένεται να οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις για τη σοβαρή αυτή νευρολογική νόσο.