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:

• Шкірні інфекції дітей: коли варто звертатися до лікаря?
  
• Якщо дитина залежала голову на один бік
  
• Літо 2024 року буде таким же спекотним, як і попереднє, а потім буде "переворот", – кліматологи
  
• В Індонезії блискавка вбила футболіста під час матчу (відео)
  

Цікаво також:

Новини по темі

Натуральні замінники цукру: варто чи ні?

Консультації | 23:00, 14.09.2023

Цукор в їжі є неабиякою частиною нашого повсякденного раціону. Він додає солодкий смак, покращує настрій і, безперечно, задовольняє наші палати. Однак велика кількість цукру в дієти може призвести до численних проблем зі здоров'ям, таких як ожиріння,

Як вибрати якісний чай?

Консультації | 17:00, 14.09.2023

Чай – це один із найпопулярніших напоїв у всьому світі, і вибір якісного чаю може значно покращити вашу чашку. З великою кількістю сортів і марок на ринку, вибір може стати завданням не таким простим, як здається на перший погляд. Однак знаючи деякі

Вплив комбінованих оральних контрацептивів на лібідо жінок

Консультації | 01:30, 14.09.2023

Комбіновані оральні контрацептиви (КОК) є одним із найпоширеніших методів контрацепції, що використовуються жінками по всьому світу. Однак, існують запитання та дискусії щодо їх впливу на сексуальне бажання, відоме як лібідо. У цій статті ми розгляне

Як різні методи контрацепції можуть повпливати на місячні?

Консультації | 19:00, 13.09.2023

Місячні цикли – це природний біологічний процес у жінок. На нього часто можуть впливати різні методи контрацепції.

Чому не можна смажити на оливковій олії?

Консультації | 09:00, 13.09.2023

Оливкова олія відома своїми корисними властивостями і використовується в багатьох кухнях по всьому світу. Вона має низку переваг для здоров'я, але є певні обмеження щодо її використання, зокрема при смаженні.

Дитина випила миючий засіб: що робити?

Дитина | 01:30, 13.09.2023

Дитяча безпека завжди є пріоритетом для батьків, але іноді діти можуть надто швидко діяти і створювати небезпеку для себе. Однією з таких ситуацій може бути випадок, коли дитина вип'є мийний засіб. Це дуже тривожна ситуація, і важливо знати, як відре

Чи можна приймати дітям молодшого віку сиропи від кашлю для розрідження мокротиння?

Дитина | 19:00, 12.09.2023

Кашель у дітей є досить поширеним явищем і може бути спричинений різними факторами, включаючи вірусні або бактеріальні інфекції, алергії, а також хронічні захворювання легенів. Кашель може бути сухим або слизовим, і у деяких випадках лікарі рекоменду

Коментарі до новини

Додати коментар до публікації

Ваше Ім'я:    Ваш E-Mail:  

Код:


Введіть код: