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:

• Корисні смаколики для дітей, які можна приготувати вдома
  
• Чому підлітки схильні до саморуйнування і як батьки можуть їм допомогти?
  
• Шторм на Філліпінах забрав життя 6 людей
  
• Над Швецією з'явилось унікальне сонячне гало
  

Цікаво також:

Новини по темі

Чи можна домашнім улюбленцям спати з вами у ліжку?

Консультації | 19:00, 25.03.2023

Домашні тварини, такі як коти і собаки, зазвичай стають вірними супутниками для людей. Вони можуть стати для нас найкращими друзями, що допомагають нам зняти стрес і покращити настрій. Однак, коли мова йде про дозвіл на спільний сон, деякі люди стика

Яка доза цукру є небезпечною для здоров'я?

Консультації | 14:00, 25.03.2023

Цукор - це один із найбільш розповсюджених підсолоджувачів, що міститься в багатьох продуктах, які ми споживаємо щоденно. Однак зловживання цукром може мати негативний вплив на здоров'я. Але яка доза цукру є небезпечною для здоров'я?

Які вітаміни корисні для здоров'я нігтів?

Вітаміни | 01:30, 25.03.2023

Нігті - це не просто деталі нашого зовнішнього вигляду, вони також грають важливу роль у захисті і підтримці здоров'я наших пальців і рук в цілому. Для забезпечення здоров'я і сили наших нігтів важливо стежити за своїм харчуванням і включити до свого

Вчені: Надлишок калорій під час розвитку змінює мозок і стимулює доросле переїдання

Здоров'я | 00:30, 25.03.2023

Згідно з дослідженням Rutgers у Molecular Metabolism, люди, чиї матері мають надлишкову вагу під час вагітності та годування груддю, можуть страждати ожирінням у дорослому віці, оскільки раннє переїдання переналаштовує мозок, який розвивається, щоб п

Чи варто давати молоко дітям з крупом?

Дитина | 23:00, 24.03.2023

Круп є поширеною дитячою хворобою, яка визначається постійним гавкаючим кашлем. Круп зазвичай викликається вірусом. Більшість випадків несерйозні, і часто їх можна лікувати вдома. Багато батьків сумніваються, чи можна годувати дитину молоком під час

Як захиститися від вірусів весною?

Профілактика і лікування | 19:00, 24.03.2023

Весна - це пора року, коли змінюється погода та збільшується кількість людей на вулицях та в громадських місцях. Це може призвести до підвищення ризику захворювання на різні вірусні захворювання, такі як грип та застуда. Однак є декілька кроків, які

Головний біль під час місячних: причини та лікування

Мама | 14:00, 24.03.2023

Для багатьох жінок місячні цикли можуть бути досить незручними та болісними. Одним з неприємних супутніх явищ є головний біль, який може супроводжувати менструацію. В даній статті ми розглянемо причини головного болю при місячних та методи лікування.

Коментарі до новини

Додати коментар до публікації

Ваше Ім'я:    Ваш E-Mail:  

Код:


Введіть код: