Estudio de las propiedades multifractales de la descarga neuronal del GPi en pacientes con enfermedad de Parkinson. (Charla de División)

BOCACCIO H.; ANDRÉS D.; CERQUETTI D.; MERELLO M.

Montevideo

Congreso; Segunda Reunión Conjunta AFA-SUF 2011; 2011

Asociación Física Argentina y Sociedad Uruguaya de Física

La técnica de estimulación cerebral profunda (DBS) es utilizada para el tratamiento de pacientes con enfermedad de Parkinson. Esta se basa en la implantación de electrodos utilizados para estimular eléctricamente regiones específicas del cerebro. En este trabajo se estudiaron señales obtenidas mediante microrregistro del Globo Pálido interno (GPi), en el proceso de identificación del blanco neuroquirúrgico en una muestra de cinco pacientes parkinsonianos (2 hombres y 3 mujeres). Todos los pacientes firmaron consentimiento informado, previamente revisado y aprobado por el comité de ética institucional. Todos presentaban severidad motora similar (UPDRS part III en OFF 54.4 ± 8.38) y cumplieron con los criterios CAPSIT para la inclusión en el protocolo. La edad media de los pacientes fue de 62 ± 6.9 años y la duración media de la enfermedad de 12.2 ± 3.9 años. Para la obtención de señales se utilizaron microelectrodos de Pt/Ir (80/20%) con una impedancia nominal de 0.8-1.2 MegaOhms y equipamiento de amplificación y digitalización ad-hoc. Los registros fueron analizados off-line, y se aislaron unidades utilizando software especializado. A partir de estos, fue posible identificar potenciales de acción (spikes) de cada neurona y armar las series temporales correspondientes a los intervalos entre cada uno de ellos (ISIs). Estas series temporales se analizaron mediante herramientas de dinámica no lineal para la descripción, estudio y modelado de las señales fisiológicas asociadas a los Ganglios Basales (BG) de pacientes con Parkinson. El objetivo de este trabajo fue mostrar las evidencias que permiten pensar en propiedades multifractales de esas descargas neuronales, en analogía con la turbulencia en la dinámica de fluidos (FDT). Para ello se obtuvieron las funciones de estructura de Kolmogorov de distinto orden a partir de las series temporales de ISIs. Se analizó la pendiente del logaritmo de estas funciones en sus regiones lineales, encontrando así que las funciones exponentes presentaron una concavidad negativa, lo cual se corresponde a geometrías multifractales. De esta manera encontramos que la descarga neuronal del GPi en pacientes con enfermedad de Parkinson presenta propiedades asociadas a un comportamiento multifractal.