Нейробіологи з’ясували, як анестезія «виключає» свідомість

Ліки, які використовують для анестезії, змушують людину на якийсь час знепритомніти. Цей ефект може бути пов’язаний із дестабілізацією мозку, з’ясували вчені зі США.

Анестетики активно застосовуються в медицині, але чому саме вони позбавляють пацієнта свідомості, до кінця не було відомо. Автори одних досліджень припускали, що річ у надмірній стабілізації мозку, через яку він перестає реагувати на подразники. В інших роботах стверджувалося, що препарати, навпаки, помітно підвищують його збудливість і вводять у стан хаосу, що «відключає» свідомість.

Суперечливість результатів була пов’язана насамперед із нестачею методів, які б точно виміряти динамічну стабільність мозку. Так називають стан, при якому нейрони мають достатню збудливість, щоб реагувати на нові сигнали, але при цьому мозок здатний швидко відновити контроль і запобігти їх надмірному збудженню.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту в США використовували нову методику аналізу нейронної активності та вивчили, як впливає на мозок анестетик пропофол. З’ясувалося, що препарат парадоксально не стабілізує нейронну мережу або пригнічує її активність, а, навпаки, дестабілізує. Відповідну наукову статтю опублікував журнал Neuron.

«Мозку доводиться балансувати на межі між збудливістю та хаосом. Він повинен бути досить збудженим, щоб його нейрони могли впливати один на одного, але якщо він стає занадто збудженим, то в ньому починається хаос. Пропофол, мабуть, порушує механізми, що підтримують роботу мозку у цьому вузькому діапазоні», — пояснили автори дослідження.

Вчені проаналізували, як функціонував мозок лабораторних тварин протягом години після введення пропофолу, коли вони поступово знепритомніли. Активність фіксувалася у чотирьох областях мозку, які відповідають за зір, обробку звуку, просторове сприйняття та виконавчу функцію.

У нормі, коли організм не спить, нейронна активність різко зростає після будь-якого впливу, а потім повертається на вихідний рівень. Однак під дією пропофолу мозку знадобилося більше часу, щоб повернутися до «точки А». Цей ефект поступово ставав дедалі більше вираженим, поки тварини не знепритомніли. Вчені зробили висновок, що анестетик призводить до наростання нестабільності:

«Цей парадоксальний ефект, у якому посилення гальмування дестабілізує мережу, а чи не пригнічує чи стабілізує її, виникає через розгальмовування. Коли пропофол посилює гальмування, воно пригнічує інші гальмівні нейрони і в результаті загальна активність мозку підвищується».

Вчені припускають, що інші препарати, що анестезують, які впливають на різні типи нейронів і рецепторів, можуть мати той же ефект, що і пропофол, але за допомогою неоднакових механізмів. Якщо подальші дослідження підтвердять цю гіпотезу, медики зможуть навчитися точніше підбирати анестезію для кожного пацієнта та зробити загальний наркоз безпечнішим для організму.