Шта се дешава у мозгу под општом анестезијом – научници открили образац стар 700 милиона година

Сваког дана хиљаде људи добијају општу анестезију као рутински део хируршких захвата.

Још од прве јавне демонстрације операције под општом анестезијом 1846. године, ови лекови омогућавају лекарима да изводе операције које спасавају животе, а које би без њих биле немогуће.

Ипак, још не разумемо у потпуности како нас тачно уводе у стање без свести, а да притом у потпуности не искључе наш мозак.

Нова студија, објављена у часопису Nature Neuroscience, приближава нас разумевању механизама који омогућавају лековима за општу анестезију да привремено прекину нашу свест.

Истраживачи су упоредили дејство анестезије код различитих животиња – од црва и риба до људи.

Чини се да ниједно живо биће није имуно на дејство опште анестезије – чак ни биљке или парамецијуми.

То указује на могућност да у организмима живих бића постоји нешто универзално на шта ова врста лекова делује.

Заједничке неуронске основе

Како би проверили ту претпоставку, тим који је предводила неуронаучница Андреа Лупи са Универзитета у Оксфорду испитивао је неуронску активност шест веома различитих врста животиња док су биле будне и док су биле под општом анестезијом.

„Усредсређивање на ефекте који се доследно јављају код различитих анестетика и врста омогућава нам да искључимо физиолошке или методолошке факторе специфичне за појединачни лек, врсту или метод снимања и да се, уместо тога, усмеримо на могуће неуронске основе онога што им је заједничко – губитка способности реаговања на окружење“, пишу Лупи и њен тим.

Подаци које су користили потицали су од људи, макакија, мармозета, мишева, зебрица и нематода, односно ваљкастих црва. Ако се узме у обзир време када је живео њихов последњи заједнички предак, те врсте представљају око 700 милиона година еволуције.

Лекови коришћени за изазивање опште анестезије разликовали су се у зависности од врсте, али су се у активности мозга ипак појавили исти обрасци.

Код сисара је неуронска активност мерена функционалном магнетном резонанцом – фМРИ, методом која на основу протока крви омогућава да се процени који су делови мозга активни током одређеног периода.

Зебрице и нематоде генетски су модификоване тако да њихови активни неурони буквално засветле када у њих продре калцијум, што је научницима омогућило непосредније праћење неуронске активности тих животиња.

„Оваквим непристрасним приступом, заснованим на подацима, идентификовали смо еволутивно очуван динамички профил анестезије, што показује да оно што је заједничко различитим врстама и анестетицима није само реакција у понашању на анестезију – изолованост од окружења – већ и утицај анестезије на одређене карактеристике неуронске активности“, наводе Лупи и њене колеге.

Хаотичнија неуронска активност

Код свих испитиваних врста, активност различитих делова мозга постала је мање усклађена под анестезијом. То указује да су ти делови мозга и даље функционисали, али да су међусобно комуницирали знатно мање него у будном стању.

Неуронска активност је временом постајала и хаотичнија, а чини се да анестезија „изазива нарушавање односа између прошлости и будућности неуронске активности“, објашњавају аутори.

Када смо будни, активност нашег мозга обично прати одређене секвенце. Под анестезијом се ти предвидљиви обрасци распадају.

Према речима анестезиолога Џорџа Машура и Зируија Хуанга, који нису учествовали у истраживању, али су написали пратећи текст у рубрици News and Views часописа Nature Neuroscience, вероватноћа да се ове кључне разлике у активности мозга код свих шест врста појаве сасвим случајно „изузетно је мала“.

Просторно-временска изолација

„Ови резултати пружају убедљиве доказе у прилог постојању заједничког крајњег механизма анестезије – просторно-временске изолације локалне неуронске активности, при којој појединачна неуронска кола губе способност да одржавају, преносе и интегришу информације кроз време и простор“, пишу Машур и Хуанг.

„Током анестезије свест се нарушава не зато што се мозак 'искључује', већ зато што његова активност постаје временски и просторно фрагментисана.“

Пошто овај механизам губитка свести није заједнички само људима већ и животињама које су од нас еволутивно удаљене попут риба и ваљкастих црва, резултати истраживања могли би да имају значај и за шире разумевање свести код животиња.