211service.com
Hjärnan under narkos
En storskalig studie publicerad i New England Journal of Medicine har väckt en uppsjö av kontroverser bland anestesiläkare. Enligt resultaten var en vanlig enhet utformad för att förhindra anestesimedvetenhet - den sällsynta händelsen när en patient faktiskt är vid medvetande under operationen - i stort sett ineffektiv.
Hjärnvågor: Denna figur illustrerar skillnaderna i hjärnaktivitet under anestesi. Diagrammen med svarta linjer visar den elektriska aktiviteten registrerad med EEG, medan de färgade diagrammen visar en spektral analys av den aktiviteten – oavsett om aktiviteten primärt är hög eller låg frekvens. När patienten var vaken (överst) var hans hjärnaktivitet med hög frekvens. När han sövdes under operationen (nederst), sjönk frekvensen av hjärnvågor.
Resultaten visar hur lite som är känt om de neurala förändringar som ligger bakom anestesi. Utmaningen är att vi inte förstår den fysiologi och farmakologi som ligger bakom minnesblockering av anestetika, säger Beverly Orser, anestesiolog och forskare vid University of Toronto, som skrev en redaktionell som åtföljer stycket. Om vi förstod kretsarna och hjärnregionerna som är involverade i komplex minnesbildning, skulle vi vara i en bättre position att utveckla dessa monitorer.
Emery Brown , en anestesiolog och neuroscientist vid Massachusetts General Hospital, syftar till att göra just det. Brown och hans kollegor använder både hjärnavbildning av mänskliga frivilliga och, hos djur, elektrofysiologiska metoder – som mer direkt mäter hjärnans aktivitet – för att få en djupare förståelse av anestesi. Preliminär forskning från hans labb tyder på att mätning av aktivitet på ytan av hjärnan kanske inte är en tillförlitlig indikator på vad som händer längre ner, där minneskretsarna fortfarande fungerar - och bildar skrämmande minnen av en viss operation.
Varje år genomgår mer än 20 miljoner människor i Nordamerika generell anestesi – en kombination av läkemedel som lugnar patienter, förlamar deras muskler och blockerar uppfattningen av smärta. Cocktailen är noggrant anpassad till varje individ och varje operation, med syftet att bibehålla patientens avgörande funktioner, såsom hjärtfrekvens och blodtryck, samtidigt som hon håller henne lyckligt omedveten om proceduren.
Ett litet antal av dem som får generell anestesi – cirka 0,1 till 0,2 procent – kommer att uppleva medvetenhet, som sträcker sig från relativt ofarliga incidenter, som att senare komma ihåg ett samtal mellan kirurger och sjuksköterskor, till rapporter om olidlig smärta medan de var helt förlamade. Även om det inte är exakt klart vad som utlöser anestesimedvetenhet, tros en otillräcklig mängd läkemedel som tystar hjärnområden som är involverade i inlärning och minne vara en del av problemet.
I takt med att medvetenheten om problemet med anestesi har ökat under de senaste åren, har marknaden för apparater utformade för att förhindra det också ökat. Flera typer av bildskärmar finns nu kommersiellt tillgängliga. De bygger på ett enkelt koncept: att anestesimedel tystar cortex på ett förutsägbart sätt som kan mätas med elektroencefalografi (EEG), en teknik som mäter elektrisk aktivitet på ytan av huvudet. Frekvensen av hjärnvågor ökar kortvarigt när patienten vaggas in i medvetslöshet, och sedan saktar den ner. Enheterna omvandlar EEG-mönster till ett enda nummer som indikerar patientens medvetenhetsnivå, vilket gör att läkare kan administrera fler läkemedel om det behövs.
Men Brown och andra hävdar att enheter som denna bara ger ett rudimentärt mått på vad som händer i hjärnan. Om det är långsamt tycker vi att det är okej att operera; om det är snabbt tror vi att de håller på att vakna, säger Brown. Det är allt vi gör.
Brown och hans kollegor använder nyutvecklad teknologi som gör att de kan studera EEG-vågor samtidigt som en patient samtidigt får sin hjärna avbildad med funktionell magnetisk hjärnavbildning, ett indirekt mått på hjärnaktivitet som är mer rumsligt exakt än EEG. Preliminära resultat visar att vissa områden i hjärnan faktiskt blir mer aktiva under anestesin. Det är inte förvånande att ett bredverkande läkemedel, som inaktiverar hjärnområden som normalt är involverade i att selektivt hämma hjärnaktivitet, leder till att andra områden blir mer aktiva, säger Brown. Det är den här typen av information vi verkligen behöver, säger han.
I motsvarande experiment utförda på gnagare använde forskare uppsättningar av elektroder för att direkt mäta aktivitet i olika delar av hjärnan. Forskare regisserad av Matt Wilson , en professor i hjärna och kognitiv vetenskap MIT som samarbetar med Brown, fann att gnagare som hade fått en ökande dos av ett bedövningsmedel visade karakteristiska förändringar i rytmen av hjärnaktivitet i cortex. Men aktiviteten i hippocampus, ett hjärnområde som är avgörande för inlärning och minne, förblev oförändrad.
Om signaturen [mätt via EEG] kommer från cortex, berättar den inte för oss vad de djupare hjärnstrukturerna gör, såsom upphetsningssystemet, hjärnstammen, amygdala och hippocampus, säger Brown. Om EEG inte kan berätta om dessa strukturer, så berättar det inte om nyckelsystem.