Anestezicele ar funcționa prin inducerea haosului în creier

Cum ne împiedică anestezicele să percepem lumea din jurul nostru? Un nou studiu axat pe medicamentul propofol sugerează că unele anestezice ne pot adormi făcând creierul temporar mai instabil.

Anestezia este descrisă medical ca o combinație de paralizie (lipsa mișcării), analgezie (lipsa durerii), amnezie (lipsa memoriei) și inconștiență. Este o stare a creierului indusă chimic care a fost un instrument puternic în medicină, făcând posibile multe proceduri chirurgicale.

• Inteligența Artificială a cartografiat milioane de obiecte cosmice pentru a identifica stele, galaxii și quasari
• Un mic meteorit ar putea schimba tot ce credeam că știm despre planetele Sistemului Solar

În viața de zi cu zi, creierul nostru trece printr-o serie de stări cerebrale, de exemplu, starea de veghe sau de somn. Un mod în care aceste stări sunt diferite este cel în care procesează stimulii senzoriali, perturbări ale stării creierului nostru.

De exemplu, sunetul unei notificări pe telefon provoacă o cascadă de activitate neuronală: celulele devin mai active și transmit semnale către alte celule. Același sunet va avea efecte complet diferite asupra activității creierului și asupra percepției tale senzoriale, în funcție de starea ta. S-ar putea să nu-l auziți deloc dacă dormiți. Sau sub anestezie.

Un nou studiu a încercat să înțeleagă diferențele dintre un creier treaz și unul aflat sub anestezie prin analizarea stabilității activității creierului, scrie IFLScience.

Cum răspunde creierul nostru la stimulii senzoriali sub anestezie?

Aceștia au utilizat principiile unei ramuri a matematicii numită teoria sistemelor dinamice, care le-a permis să măsoare stabilitatea. Stabilitatea este capacitatea unui sistem de a se reface după perturbări și de a reveni la o stare de bază. Un sistem stabil este un pendul cu fricțiune: puteți schimba poziția din care îl lăsați să cadă, dar, în cele din urmă, acesta se va opri în aceeași poziție.

„Creierul trebuie să funcționeze pe această muchie de cuțit între excitabilitate și haos. Trebuie să fie suficient de excitabil pentru ca neuronii săi să se influențeze reciproc, dar dacă devine prea excitabil, se răsucește în haos”, a declarat profesorul Earl Miller, unul dintre autorii principali ai studiului, într-un comunicat de presă, explicând modul în care stabilitatea poate fi o măsură utilă pentru a cuantifica starea creierului.

În cadrul studiului, cercetătorii au înregistrat din creierul a doi macaci în timp ce acestora li se administra propofol, un anestezic injectabil utilizat în mod obișnuit în chirurgie. Pe măsură ce primatele intrau mai adânc în anestezie, activitatea din creierul lor devenea tot mai instabilă.

Creierul nu mai poate procesa eficient informațiile

Stabilitatea creierului treaz se datorează în parte unui echilibru între excitație și inhibiție. În linii mari, există două clase de neuroni în creier: cei care cresc activitatea altor neuroni (excitatori) și cei care o scad (inhibitori). Propofolul acționează asupra sistemului inhibitor, sporindu-l și dezechilibrând sistemul.

Cercetătorii au redat apoi sunete macacilor și au constatat că, sub anestezie, răspunsurile din creier erau mai lente și mai lungi. Stimularea senzorială a dus la o perturbare prelungită a stării sistemului. Această activitate oarecum neregulată ar putea însemna că, de fapt, creierul nu mai poate procesa eficient informațiile. Acesta ar putea fi motivul pentru care nu ne putem percepe mediul sub anestezie – și nu putem simți durerea.

Această nouă metodă de descriere a stărilor cerebrale prin observarea stabilității lor ar putea fi utilizată pentru a studia „diferite stări cerebrale, diferite tipuri de anestezice și, de asemenea, alte afecțiuni neuropsihiatrice precum depresia și schizofrenia”, a declarat profesorul Ila Fiete, un alt autor principal al studiului.

Acest articol este publicat în revista Neuron.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Psihedelicele și anestezicele provoacă reacții chimice neașteptate în creier

Ceva fascinant se întâmplă în creierul oamenilor în vârstă care consumă substanțe psihedelice

Un semnal unic a fost detectat în creierul uman

Stimularea creierului cu electricitate ar putea vindeca durerea unei despărțiri