Як анестетики впливають на роботу мозку

Сучасна анестезія є одним з найважливіших досягнень медицини. Якщо раніше під час кожної операції пацієнтам доводилося терпіти пекельні муки, то сьогодні анестезія дозволяє абсолютно безболісно проводити операції.

Після цього людина нічого не відчуває і не може згадати. З досліджень електроенцефалографії (ЕЕГ) пацієнтів уже відомо, що під час анестезії мозок переходить у стан глибокого сну, в якому періоди ритмічної електричної активності чергуються з періодами повної бездіяльності. Цей стан називається придушенням спалаху. До цих пір було незрозуміло, де саме відбувається цей стан в мозку і які області мозку залучені.

Однак це питання важливе для кращого розуміння явища і, отже, того, як мозок функціонує під наркозом. Дослідники з відділу функціональної візуалізації в Німецькому центрі приматів (DPZ) – Інститут дослідження приматів імені Лейбніца в Геттінгені використали функціональну магнітно-резонансну томографію (фМРТ) для вивчення точного просторового розподілу синхронно працюючих областей мозку у людей та тварин під наркозом (макаки, ​​звичайні мармозетки та щури). Вони вперше змогли показати, що зони, де спостерігається придушення спалаху, значно відрізняються у приматів і гризунів. У той час як у щурів великі частини кори головного мозку синхронно демонструють патерн придушення вибухів, у приматів окремі сенсорні області, такі як зорова кора, виключені з нього.

«Наш мозок можна розглядати як повний футбольний стадіон, коли ми не спимо», — пояснює Ніколоз Сірмпілаце, науковець відділу функціональної візуалізації та провідний автор дослідження. «Наші активні нейрони схожі на десятки тисяч глядачів, які говорять одночасно. Однак під наркозом активність нейронів синхронізована. Ви можете виміряти цю активність за допомогою ЕЕГ у вигляді рівномірних хвиль, ніби всі глядачі на стадіоні співають одну пісню. Під час глибокої анестезії ця пісня неодноразово переривається періодами мовчання. Це називається придушенням спалаху. Чим глибша анестезія, тим коротші фази рівномірної активності, спалахи, і чим довші періодично повторювані неактивні фази, тому називається придушенням».

Це явище викликане багатьма різними анестетиками, деякі з яких відрізняються за механізмом дії. Придушення спалаху також виявляється у пацієнтів у комі. Однак невідомо, чи є цей стан захисною реакцією мозку чи ознакою порушення його функціонування. Також було незрозуміло, де в головному мозку відбувається придушення вибуху і які області мозку залучені, оскільки локалізація лише за допомогою ЕЕГ неможлива.

Щоб відповісти на це запитання, Ніколоз Сірмпілаце та дослідницька команда використали метод візуалізації фМРТ. Метод дозволяє побачити зміни кровотоку в мозку. Підвищена активність нейронів у певній ділянці мозку призводить до посилення метаболізму, що супроводжується збільшенням постачання крові та кисню в цьому місці, що, зрештою, видно на зображенні фМРТ.

У першій частині дослідження дослідники створили систему для оцінки даних фМРТ у людей, мавп і гризунів стандартизованим способом, використовуючи той самий метод. Для цього вони використали дані ЕЕГ і фМРТ, отримані одночасно від пацієнтів під наркозом, які були отримані в попередньому дослідженні в Технічному університеті Мюнхена. «Спочатку ми перевірили, чи придушення спалаху, виявлене на ЕЕГ, також було видно в даних фМРТ і чи було в ньому певний шаблон», — каже Ніколоз Сірмпілаце. «На основі цього ми розробили новий алгоритм, який дозволив виявляти події придушення спалаху в експериментальних тварин за допомогою фМРТ без додаткового вимірювання ЕЕГ».

Потім дослідники провели вимірювання фМРТ у довгохвостих макак, звичайних мармозеток і щурів під наркозом. У всіх тварин вони змогли виявити та точно локалізувати придушення вибуху як функцію концентрації анестетика. Просторовий розподіл придушення вибухів показав, що як у людей, так і у мавп певні сенсорні області, такі як зорова кора, були виключені з нього. Навпаки, у щурів вся кора головного мозку була уражена придушенням спалаху.

«На даний момент ми можемо лише припускати про причини», — каже Ніколоз Сірмпілаце. «Примати орієнтуються в основному за допомогою зору. Тому зорова кора — це вузькоспеціалізована область, яка відрізняється від інших областей мозку особливими типами клітин і структурою. У щурів це не так. У майбутніх дослідженнях ми досліджуватимемо що саме відбувається в цих областях під час анестезії, щоб остаточно зрозуміти, чому придушення спалаху не виявляється там за допомогою фМРТ».

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:

• Кімнатні рослини, корисні для дітей
  
• Чи корисно дітям їсти зелень?
  
• Шторм на Філліпінах забрав життя 6 людей
  
• Над Швецією з'явилось унікальне сонячне гало
  

Цікаво також:

Новини по темі

Що таке ектопія шийки матки?

Хвороби | 19:00, 20.03.2023

Ектопія шийки матки - це захворювання, при якому клітини внутрішньої частини шийки матки поширюються на її зовнішню поверхню.

Ознаки, що у вас мало вітаміну B12

Вітаміни | 14:00, 20.03.2023

Вітамін B12 є багатим поживним елементом, який грає роль у багатьох фізіологічних процесах в організмі людини. Він додатково виробляє червоні кров'яні клітини, підтримує здоров'я нервової системи та зберегає кістки здоровими. Якщо у вас є недостатньо

Хелікобактер пілорі - одна з можливих причин акне

Хвороби | 08:30, 20.03.2023

Акне - це одна із найпоширеніших дерматологічних проблем у підлітків та дорослих. На жаль, причина виникнення акне досі не повністю зрозуміла, і існує багато факторів, які можуть сприяти розвитку акне. Одним із таких факторів є Хелікобактер пілорі -

Масаж грудей: користь та протипоказання

Мама | 01:30, 20.03.2023

Масаж грудей - це процедура, яка зазвичай виконується з метою поліпшення циркуляції крові в грудях, зняття болю та зменшення набряклості. Однак, як будь-яка медична процедура, масаж грудей має свою користь та протипоказання.

Що буде з жінкою, якщо вона прийме Віагру?

Мама | 00:30, 20.03.2023

Віагра, також відома як силденафіл, є препаратом для лікування еректильної дисфункції у чоловіків. Однак, досить жінки часто приймають цей препарат, сподіваючись покращити свою сексуальну діяльність. Але що насправді станеться з жінкою, якщо вона при

Які продукти їсти, коли псується зір?

Харчування | 23:00, 19.03.2023

Проблеми зі зором можуть виникнути у кожної людини в будь-який момент життя. На щастя, є деякі продукти, які можуть допомогти покращити зір та зменшити ризик погіршення стану очей.

Чи правда, що алкоголь розріджує кров?

Консультації | 19:00, 19.03.2023

Алкоголь є одним із найпоширеніших напоїв, які вживаються у світі. Багато людей вживають алкоголь для розваги, релаксації та зниження стресу. Однак, часто можна почути твердження, що алкоголь може розріджувати кров. Давайте розберемось, наскільки це

Коментарі до новини

Додати коментар до публікації

Ваше Ім'я:    Ваш E-Mail:  

Код:


Введіть код: