211service.com
Forskare identifierar tillstånd av medvetslöshet med EEG-data
Forskare har identifierat mönster av hjärnaktivitet som korrelerar med förlust och återhämtning av medvetande medan en patient genomgår allmän anestesi. Deras resultat, rapporterade i går i Proceedings of the National Academy of Sciences online , kunde en dag hjälpa anestesiläkare att bättre övervaka medvetandet hos sina patienter.
Trots det faktum att det primära syftet med anestesiologi är att göra patienter tillfälligt medvetslösa och [oförmögna att minnas], övervakas hjärnan faktiskt inte direkt, säger Robert Thiele , en anestesiolog vid University of Virginia School of Medicine, som inte var involverad i studien. Istället övervakas indirekta tecken som blodtryck, hjärtfrekvens och reflexrörelser för att mäta djupet av anestesi, säger han. Det finns ett stort behov av en mer exakt anestesimätare, säger Thiele.
Vissa sjukhus och forskare använder elektroencefalografisk (EEG) övervakning, som mäter elektrisk aktivitet i hjärnans cortex genom elektroder i hårbotten, men dessa data förenklas vanligtvis till ett enda nummer eller index för att bedöma patientens medvetandenivå. Den verkliga nageln i indexet är att de antar att människorna är medvetslösa vid samma index, att det gäller för alla människor över alla droger, och att det bara inte kan vara det, säger Emery Brown , en anestesiolog vid Massachusetts General Hospital och neuroscientist vid MIT och senior författare på studien. Människor reagerar olika på droger, och olika droger har olika signaturer, säger han.
Så Brown och Patrick Purdon , en neuroforskare vid Massachusetts General Hospital och MIT, och deras kollegor bestämmer sig för att karakterisera specifika EEG-rytmer som associeras med anestesi-inducerad medvetslöshet. Teamet registrerade EEG-mönster hos 10 friska frivilliga samtidigt som de gav dem ökande och sedan minskande nivåer av ett allmänt använt bedövningsmedel som kallas propofol. Deltagarna lyssnade på verbala signaler som deras namn och hörselklick och blev tillsagda att trycka på en knapp som svar på varje, vilket forskarna använde som ett tecken på förlust eller återhämtning av medvetandet.
Teamet hittade unika mönster i hjärnvågorna hos frivilliga när de förlorade och sedan återfick medvetandet. Förändringar i förhållandet mellan hjärnvågor med olika frekvenser förutspådde övergångar till och ut ur medvetandet. Teamet identifierade också ett mönster i deltagarnas hjärnvågor som var associerat med det djupaste tillståndet av medvetslöshet. Mönstren, eller signaturerna, skulle en dag kunna användas för att övervaka och kontrollera sedering och medvetslöshet hos patienter som fått propofol, säger författarna.
Den verkliga skönheten i studien är löftet om att kunna skilja mellan normal läkemedelsinducerad och skadeinducerad sömn, säger Dietrich Gravenstein , en anestesiolog vid University of Florida College of Medicine. Detta kan hjälpa forskare att bättre förstå dessa olika hjärntillstånd och kan också vara användbart i operationssalen, säger han.
Narkosläkare försöker justera mängden läkemedel som ges till en patient baserat på behov från ögonblick till ögonblick, säger Gravenstein. Omedelbart före en operation ges lite bedövningsmedel för att göra en patient sömnig och bekväm, men när operationen väl börjar har man en dramatisk ökning av behovet, säger Gravenstein. Problemet är att vi inte kunde veta om de är bekväma och naturligt sover med lite drog eller i princip medvetslösa från medicinen. Vi vill inte att de ska vakna så fort kniven nuddar huden, säger han. Tydliga EEG-signaturer för varje stat kan hjälpa anestesiologer att vägleda, även om tidpunkten för analysen måste vara mycket snabb för att den ska vara användbar under procedurer, säger Gravenstein.
Forskarna hoppas att deras resultat kan användas i kliniska miljöer och utbildar för närvarande anestesiologer hur man använder detta. Men de flesta operationssalar och anestesiprocedurer är för närvarande inte inrättade för denna typ av övervakning, säger Christoph Seubert , chef för neuroanestesi vid University of Florida College of Medicine, som påpekar att studien använde 64 EEG-övervakningselektroder. Det nuvarande djupet av anestesiövervakning sker med en till två kanaler av EEG placerad över den främre hjärnan, inte för att det området är det viktigaste när det gäller medvetande, utan för att det är ett enkelt ställe att hålla sig till huvudet, säger Seubert . Att ta reda på hur lite EEG-data som behövs för att ge information om övergångarna kommer att vara ett nödvändigt steg mot att göra signaturerna kliniskt användbara, säger han.
Utöver att potentiellt hjälpa patienter kan den här typen av upptäckt hjälpa till att avslöja viktiga hjärnprocesser, säger Brown, som ser sin medicinska specialitet som ett verktyg för att studera grundläggande aspekter av medvetande (se Mysteriet bakom Anesthesia ). Om vi kan göra mycket rena uttalanden om hur drog x verkar i dessa kretsar för att producera dessa effekter, då kommer vi att kunna tillhandahålla robust information för människor som vill lösa problemet med hur medvetande skapas.