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:

Цікаво також:

Новини по темі

Змінюються правила перетину кордонів ЄС для українців

Сімейні справи | 06:20, 08.09.2025

"З 12 жовтня 2025 року змінюються правила перетину кордонів ЄС для українців", — повідомило посольство України у Польщі.

Мінсоцполітики України пропонує збільшити виплати при народженні дитини

Плануємо дитину | 17:00, 09.07.2025

Міністерство соціальної політики України ініціювало зміни в системі державної допомоги при народженні дітей. У підготовленому законопроєкті пропонується збільшити разову виплату до 50 000 гривень за кожного новонародженого. Про це повідомила перша за

Як подати заяву на реєстрацію шлюбу через Дію

Сімейні справи | 11:20, 14.05.2024

Раніше, аби одружитися, потрібно було прийти у РАЦС із заявою, і лише через місяць вас одружували. Зробити це швидше можна було з поважних причин, наприклад, якщо наречена вагітна. Тепер, на щастя, є Дія.

Усиновлення в Україні стане простішим

Сімейні справи | 10:30, 13.05.2024

Через війну в Україні залишилося багато дітей, у яких більше немає батьків. Вони хочуть любові і тепла, материнських обіймів і батьківської підтримки. І якщо ви готові їм це подарувати, у нас є хороші новини.

Які пільги належать багатодітній сім'ї

Сімейні справи | 15:30, 12.05.2024

В Україні для сімей з трьома і більше дітьми передбачені соціальні гарантії і виплати.

Що є в оновленому Пакунку малюка?

Дитина | 07:30, 16.01.2024

Як повідомили в Міністерстві соціальної політики України, вміст Пакунка малюка переглянуто та оновлено з урахуванням побажань батьків і думки експертів.

Виплати при народженні дитини у 2024 році

Вагітність та пологи | 02:00, 15.01.2024

У 2024 році в Україні буде підвищення прожиткового мінімуму. Тому планується підвищення дитячих виплат. Чи відбудеться підвищення виплат у зв’язку з народженням дитини у 2024 році?