Общая анестезия и нормальный сон поразительно одинаково влияют на мозг, когда сознание исчезает, - пишет eurekalert.org.
Что происходит в мозгу, когда наше сознание исчезает во время общей анестезии и нормального сна? Финские ученые проанализировали этот вопрос с помощью новых экспериментальных дизайнов и функциональной визуализации мозга. Им удалось отделить конкретные изменения, связанные с сознанием, от более распространенных общих эффектов, и они обнаружили, что влияние анестезии и сна на активность мозга удивительно схоже. Эти новые открытия указывают на общую центральную сеть мозга, фундаментальную для человеческого сознания.
Объяснение биологической основы человеческого сознания - одна из величайших задач науки. В то время как потеря и возвращение сознания, регулируемые лекарствами или физиологическим сном, использовались в качестве модельных систем при изучении человеческого сознания, предыдущие результаты исследований были искажены многими экспериментальными упрощениями.
«Одна из основных задач заключалась в разработке системы, в которой данные мозга в разных состояниях различаются только в отношении сознания. Наше исследование преодолевает многие предыдущие затруднения и впервые раскрывает нейронные механизмы, лежащие в основе подключенного сознания», - говорит Гарри Шейнин, доцент фармакологии, анестезиолог и главный исследователь из Университета Турку (Финляндия).
Активность мозга измеряли с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) во время различных состояний сознания в двух отдельных экспериментах на одной и той же группе здоровых субъектов. Измерения проводились во время бодрствования, нарастающих и постоянных уровней двух анестетиков, а также во время бессонного бодрствования и сна с небыстрым движением глаз (NREM – фаза быстрого сна).
В первом эксперименте субъекты были случайным образом распределены для приема пропофола или дексмедетомидина (два анестетика с разными молекулярными механизмами действия) ступенчато, пока субъекты не перестали отвечать на вопросы. В исследовании сна им позволяли заснуть естественным путем. В обоих экспериментах субъектов пробуждали для быстрого восстановления до состояния реакции, после чего следовали немедленные и подробные интервью о субъективном опыте предыдущего периода отсутствия реакции. И в случае с приемом анестетика, и в случае с быстрой фазой сна участники были отключены от внешнего мира. Важно отметить, что дозировка лекарств в первом эксперименте не менялась до или во время изменения поведенческого состояния испытуемых.
«Этот уникальный экспериментальный план был ключевой идеей нашего исследования и позволил нам отличить изменения, которые были специфическими для состояния сознания, от общих эффектов анестезии», - объясняет Анналотта Шейнин, анестезиолог, докторант и первый автор статьи.
Когда ПЭТ-изображения реагирующего и подключенного мозга сравнивались с изображениями не отвечающего и отключенного мозга, ученые обнаружили, что на активность таламуса, поясной коры и угловых извилин влияли независимо от использованного анестетика, концентрации препарата и направления изменения состояния мозга. Поразительно аналогичные результаты были получены при сравнении физиологического сна с бессонным бодрствованием. Изменения мозговой активности были намного более значительными, если сравнивать отключенные состояния с полностью бодрствующим состоянием. Таким образом, результаты, относящиеся к конкретным состояниям, были отличны и отделимы от общих эффектов лекарственной анестезии и естественного сна, которые включали повсеместное подавление активности мозга во всех областях коры.
Эти результаты определяют центральную центральную сеть мозга, которая имеет фундаментальное значение для человеческого сознания.
«Общая анестезия больше похожа на нормальный сон, чем считалось традиционно. Однако такая интерпретация хорошо согласуется с нашими недавними электрофизиологическими данными в другом исследовании анестезии», - говорит Гарри Шейнин.
Интересно, что отсутствие реакции редко означает бессознательное состояние (т. е. полное отсутствие субъективных переживаний), поскольку большинство участников сообщали в ходе интервью о переживаниях, генерируемых внутренне, таких как сны. Это не совсем новое открытие, поскольку пациенты обычно рассказывают сны после общей анестезии.
«Однако из-за минимальной задержки между пробуждением и интервью текущие результаты значительно улучшают наше понимание природы анестезиологического состояния. Вопреки распространенному мнению, полная потеря сознания не требуется для успешной общей анестезии, поскольку достаточно просто отделить переживания пациента от того, что происходит в операционной», - объясняет Анналотта Шейнин.
Новое исследование проливает свет на фундаментальную природу
человеческого сознания и приносит новую информацию о функциях
мозга в промежуточных состояниях между бодрствованием и полным
бессознательным состоянием. Эти результаты могут также поставить
под сомнение наше нынешнее понимание сути общей анестезии.
[Фото: eureekalert.org]
