Napady padaczkowe są w kilku odmianach. Większość jest zaznajomiona z napadami toniczno-klonicznymi, które charakteryzują się dużymi drgawkami. Jednak kilka rodzajów padaczki dziecięcej charakteryzuje się napadami nieobecności, w których dzieci doświadczają rozległej nieregularnej aktywności mózgu, która pozostawia je nieprzytomne przez kilka sekund, ale bez żadnych drgawek. Napady nieobecności są związane ze spike-wave discharges (SWDs) – nieregularną aktywnością mózgu, która może być zarejestrowana na elektrokortykogramie. Chociaż dostępne są pewne leki, jaśniejsze zrozumienie tego, jak te rodzaje napadów zaczynają się w mózgu, doprowadzi do opracowania lepszych terapii.
Ponieważ dzieci z tymi rodzajami padaczki często mają mutacje w genach STXBP1 lub SCN2A, naukowcy stworzyli mysie modele tych dziecięcych padaczek poprzez mutację tych genów. Dla obu genów, zespół w RIKEN CBS stworzył myszy z jednym normalnym genem i jednym zmutowanym genem – stan zwany haplodeficiency, który różni się od całkowitego knockoutu. Po ustaleniu, że ich myszy doświadczyły napadów nieobecności, o czym świadczą SWD nad korą somatosensoryczną, przeprowadzili serię eksperymentów w celu ustalenia, jak zostały one wywołane.
SWD mogą być blokowane przez leki niż hamowanie neuronów od wzajemnego pobudzania się. Naukowcy wstrzyknęli inhibitor neuronów do kilku regionów mózgu w nadziei, że znajdą te, które były związane z napadami. Znaleźli trzy regiony: kora somatosensoryczna, wzgórze i część striatum pod korą. Chociaż wielu myślało, że wzgórze i kora somatosensoryczna są głównymi źródłami dla napadów nieobecności, dalsze eksperymenty wykazały, że region krytyczny dla wyzwalania napadów był rzeczywiście w striatum.
Po znalezieniu, że wstrzykiwanie leku pobudzającego neurony tylko do regionu striatalnego modelu myszy niezawodnie wywołało SWD, stworzyli myszy z mutacjami ograniczonymi tylko do neuronów w korze somatosensorycznej, które były połączone ze striatum. Myszy te wykazywały te same SWD, co oznacza, że napady nieobecności były wywoływane przez wadliwe sygnały docierające do striatum. Dodatkowy eksperyment wykazał, że problem pojawił się, ponieważ transmisja specjalnie do szybko uderzających interneuronów w striatum była zbyt słaba.
Te odkrycia były nieco nieoczekiwane. Jak wyja¶nia Yamakawa, „chociaż długo zakładano, że obwód korowo-wzgórzowy jest jedynym i wył±cznym Ľródłem przyczyn± padaczki niesko¶ci, my pokazali¶my, że jest ona wywoływana przez zaburzon± transmisję pobudzaj±c± kortyko-striatum. To może być zmiana paradygmatu w badaniach nad padaczką.”
Jako że skuteczna terapia padaczki zależy od zrozumienia dokładnych mechanizmów, poprzez które generowane są napady, te odkrycia poprowadzą rozwój leków w nowych kierunkach, które mogą okazać się bardziej skuteczne niż dzisiejsze terapie.