Električna stimulacija dublje regije, talamusa, vraća sinkronitet normalnih moždanih ritmova i razinu aktivnosti mozga, budi mozak natrag i vraća neuralnu aktivnost.
Laička je ili prešutna pretpostavka da anestezija jednostavno “isključuje” mozak, kaže Earl Miller, profesor neurologije, psiholog i koautor studije objavljene u eLife časopisu. No, studija dokazuje da propofol dramatično mijenja i kontrolira dinamiku moždanih ritmova. Svjesne funkcije, poput percepcije i spoznaje, ovise o koordiniranoj komunikaciji unutar mozga, posebno između talamusa i moždanih površinskih područja ili korteksa, u različitim frekvencijskim opsezima u rasponu od 4 do 100 Hz.
Promjena moždanog ritma
Studija pokazuje da propofol dovodi do koordinacije između talamusa i kortikalne regije do frekvencija od oko 1 Hz. Millerov laboratorij i tim surađivao je s laboratorijem Emeryja N. Browna te Edwarda Hood Taplina, profesora medicinskog inženjerstva i računalne neuroznanosti te anesteziologa iz bolnice Massachusetts. Suradnja je stoga snažno objedinila ekspertize o tome kako neuronski ritmovi koordiniraju korteks da bi proizveli svjesnu funkciju mozga s ekspertizom laboratorija u neuroznanosti anestezije i statističkoj analizi neuronskih signala. Studije pokazuju kako anestetici mijenjaju moždani ritam, a mogu izravno poboljšati sigurnost pacijenta jer su ti ritmovi lako vidljivi na EEG-u u operacijskoj sali.
Glavni nalaz studije o registriranju vrlo usporenih ritmova kroz moždanu koru, nudi model za izravno mjerenje kada su ispitanici ušli u stanje bez svijesti nakon primjene propofola, koliko duboko se održavaju u tom stanju i koliko brzo se mogu probuditi nakon završetka doziranja propofola.
Anesteziolozi to mogu koristiti kao način za bolju brigu o pacijentima primjenom EEG-a pri zahvatima, kažu istraživači. Među njima su eksperti koji dugo proučavaju utjecaj moždanih ritmova na ljude u općoj anesteziji izvodeći i analizirajući mjerenja korištenjem EEG elektroda vlasišta i u ograničenoj mjeri, kortikalnih elektroda u bolesnika s epilepsijom.
Budući da je novo istraživanje provedeno na životinjskim modelima, tim je uspio ugraditi elektrode koje su mogle izravno mjeriti aktivnost ili izbijanje mnogih pojedinačnih neurona i ritmova u korteksu i talamusu. Rezultati, međutim, značajno produbljuju i proširuju otkrića kod ljudi. Na primjer, isti oni neuroni koje su mjerili sa skokovima napona 7-10 puta u sekundi tijekom budnosti, rutinski su se aktivirali samo jednom u sekundi ili manje tijekom nesvijesti izazvane propofolom, što je značajno usporavanje.
Bolja kontrola
Znanstvenici su detaljno mjerili simultane ritmova u pet regija: dvije ispred korteksa, dvije prema stražnjem dijelu mozga i u dubokoj moždanoj strukturi talamusu. Podaci su uvjerljivi. Koliko god studija objašnjavala kako propofol stvara ne-svijest, ona također pomaže objasniti objedinjeno iskustvo svijesti, kaže Miller.
Sav korteks mora biti na istoj mrežnoj sinkronizaciji bi stvorio svijest. Jedna od teorija o tome je kako komuniciraju talamus i korteks, sad već bolje razumljivijim obrascima sinkronizacije. Propofol sigurno remeti te obrasce.
Na primjer, mjerenjima u različitim slojevima korteksa, tim je otkrio da su “gama” ritmovi veće frekvencije, a oni su obično povezani s novim osjetnim informacijama poput pogleda i zvukova, posebno smanjeni u površinskim slojevima. Niži frekvencijski “alfa” i “beta” valovi, reguliraju obradu informacija koju nose gama ritmovi, i posebno je smanjena u dubljim slojevima mozga. Uz prevladavajuću sinkronizaciju na vrlo sporim frekvencijama, tim je primijetio i druge znakove stanja bez svijesti, kod ljudi zamijećenih već ranije; snaga alfa i beta ritma bila je znatno veća u stražnjim dijelovima korteksa tijekom budnosti, ali nakon gubitka svijesti snaga tih ritmovima okrenula se i postala mnogo veća u prednjim regijama.
To bi moglo učinke anestezije pojasniti i bolje kontrolirati pacijentovo budno i stanje bez svijesti još bolje ciljanim dozama, u zahvatima uvođenjem EEG monitoringa, među ostalim vitalnim znakovima koje anesteziolozi danas prate poput pulsa, disanja, krvnog tlaka, oksigenacije i sličnih parametara dpk pacijent nije budan.
