В современной анестезиологии много нераскрытых тайн, одна из них — загадка временного погружения пациента в состояние полного отключения при проведении хирургических вмешательств с последующим его пробуждением и полным восстановлением памяти и приобретенных навыков.
В новом исследовании ученых-анестезиологов из Медицинской школы Давида Геффена при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (David Geffen School of Medicine at UCLA), США, предложена модель процессов, происходящих в структурно интактном головном мозгу и обеспечивающих переход мозга из бессознательного состояния в состояние нормального функционирования. Работа опубликована в текущем онлайн-выпуске издания «Proceedings of the National Academy of Sciences».
В предыдущих работах показано, что мозг при хирургическом уровне наркоза под анестезией не «молчит», проявляя некоторую активность со спонтанным изменением через определенное время.
В ходе исследования регистрировали электрическую активность участков мозга, контролирующих пробуждение и состояние бодрствования, у лабораторных животных, находившихся под воздействием ингаляционного анестетика изофлурана. Затем дозу ингаляционного наркоза постепенно снижали (по аналогии с тактикой вывода пациентов из наркоза по завершении хирургических вмешательств) с последующим мониторированием изменений электрической активности мозга с целью выявления общего паттерна мозговой активности.
Установлено, что активность мозга обеспечивается в виде дискретных блоков, или кластеров, при этом выявлен неравномерный характер перехода мозговой активности от кластера к кластеру.
В исследовании у лабораторных животных, находившихся под ингаляционным наркозом, выявлено наличие ряда различных паттернов мозговой активности. Установлены зависимость паттернов от полученной дозы наркоза, а также способность спонтанного скачкообразного переключения мозга от одного кластера активности к другому. Выявленные кластеры мозговой активности служат в качестве ступенчатых «узлов связи» на пути возврата в нормальное функциональное состояние, соединяя паттерны, присущие состоянию глубокого наркоза, и паттерны, функционирующие в состоянии более легкого наркоза.
Выход из бессознательного состояния является не только результатом внешнего вывода из наркоза с уменьшением поступления в организм ингаляционного анестетика, но также результатом самостоятельного поиска мозгом «обратного пути» среди лабиринта возможных вариантов мозговой активности к состоянию полноценного восприятия информации. По мнению авторов, мозг попросту перезагружает сам себя.
Полученные данные предлагают новое видение физиологии мозга в состоянии наркоза и могут стать стимулом для практических врачей-анестезиологов к пересмотру подходов к мониторированию наркоза в условиях операционной. Кроме того, в случае возможной экстраполяции полученных результатов на другие расстройства сознания — такие как кома или минимально сознательное (вегетативное) состояние — доктора смогут лучше прогнозировать функциональное восстановление при повреждении структур мозга путем анализа спонтанных изменений мозговой активности.
Результаты также в определенной степени опровергают некоторые положения существующих теорий относительно мозговых механизмов восстановления сознания.
Дальнейшие исследования ученых будут направлены на изучение эффектов других наркозных субстанций с целью подтверждения выявленных механизмов «ступенчатого» переключения мозговой активности. Кроме того, в планах исследователей — более детальное выяснение физиологии скачкообразного переключения мозговых паттернов.
- Hudson A.E., Calderon D.P., Pfaff D.W., Proekt A. (2014) Recovery of consciousness is mediated by a network of discrete metastable activity states. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, June 9 [Epub ahead of print].
- University of California, Los Angeles (UCLA), Health Sciences (2014) How brain ‘reboots’ itself to consciousness after anesthesia. ScienceDaily, June 18 (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140618135834.htm).
Ольга Федорова
