U bolničkim operacionim salama i jedinicama intenzivne nege, propofol je lek izbora, koji se široko koristi za smirenje pacijenata radi njihovog komfora ili dovođenje u potpuno nesvesno stanje zbog invazivnih procedura.
Propofol deluje brzo i većina pacijenata ga dobro podnosi kada ga primenjuje anesteziolog. Ali šta se dešava u mozgu kada se pacijenti podvrgnu i šta to otkriva o samoj svesti?
Istraživači u U-M koji proučavaju prirodu svesti uspešno su koristili lek da identifikuju zamršenu geometriju mozga iza nesvesnog stanja, nudeći pogled bez presedana na strukture mozga koje je tradicionalno bilo teško proučavati.
„Svest je bila predmet proučavanja iz različitih perspektiva i razumevanje neurobioloških osnova svesti nosi velike implikacije na više medicinskih disciplina kao što su neurologija, psihijatrija i anesteziologija“, rekao je Zirui Huang, dr. Anesteziologija na Medicinskom fakultetu U-M.
Do danas, istraživači su raspravljali o tome kako anestetici potiskuju svest. Konkretno, da li mesto delovanja leži prvenstveno u talamusu, strukturi u obliku jajeta duboko u mozgu, koja prima informacije od onoga što vidimo, dodirujemo i čujemo, ili u moždanoj kori, koja te informacije obrađuje na složene načine.
Studija objavljena u časopisu Nature Communications i koju su vodili Huang, George Mashour, M.D., Ph.D. i Anthoni G. Hudetz, dr., iz U-M Centra za nauku o svesti, po prvi put na ljudima opisuje kako se veze između moždanih ćelija unutar te dve važne oblasti menjaju propofolom. Rad je naslovljen „Propofol narušava funkcionalnu jezgro-matričnu arhitekturu talamusa kod ljudi“.
Kod zdravih dobrovoljaca, mapirali su promene u arhitekturi mozga pre, tokom i posle sedacije propofolom, vođeni funkcionalnom magnetnom rezonancom (fMRI). Ovo im je omogućilo da prate protok krvi u oblastima mozga dok su učesnici studije ulazili i izlazili iz nesvesnog stanja.
Na početku, objasnio je Huang, talamus ima izbalansiran nivo aktivnosti kako specifičnih jezgara (klastera moždanih ćelija) koje šalju senzorne informacije u visoko definisane oblasti korteksa – poznate kao unimodalna obrada – tako i nespecifičnih jezgara koje šalju informacije difuznije kroz viši sloj korteksa, poznat kao transmodalna obrada.
Tim je otkrio da je, pod dubokom sedacijom, talamus pokazao drastično smanjenje aktivnosti u grupama moždanih ćelija odgovornih za transmodalnu obradu, što je dovelo do dominantnog unimodalnog obrasca – što sugeriše da, iako se senzorni ulazi još uvek primaju, nema integracije tih ulaza. .
„Oblast se fokusira na anestetičke efekte u talamusu i korteksu više od dve decenije – verujem da ova studija značajno unapređuje neurobiologiju“, rekao je dr Džordž Mašur, profesor anesteziologije i farmakologije i osnivač U-M centar za nauku o svesti.
Zatim su otkrili specifične tipove ćelija koje su imale ulogu u prelasku u nesvesno stanje i njihov odnos prema promeni u talamičkoj obradi. Talamus sadrži najmanje dva različita tipa ćelija, rekao je Huang, ćelije jezgra i ćelije matriksa.
„Sada imamo ubedljive dokaze da su široko rasprostranjene veze ćelija talamičkog matriksa sa korteksom višeg reda kritične za svest“, kaže Hudetz, profesor anesteziologije na U-M i trenutni direktor Centra za nauku o svesti.
Zamišljajući da je korteks slojevit poput luka, ćelije jezgra se povezuju sa nižim slojevima, dok se matrične ćelije povezuju sa višim slojevima na rasprostranjeniji način.
Merenjem ekspresijskih potpisa mRNA – poput I.D. značke za ćelije — mogli su da vide da je poremećaj u aktivnosti matriksnih ćelija igrao veću ulogu u prelasku u nesvest nego ćelije jezgra. Dodatno iznenađenje je bilo da GABA, glavni inhibitorni transmiter u mozgu koji se obično smatra ključnim za propofolove akcije, nije imao toliko istaknutu ulogu kao što se očekivalo.
„Rezultati sugerišu da je gubitak svesti tokom duboke sedacije prvenstveno povezan sa funkcionalnim poremećajem ćelija matriksa raspoređenih po talamusu“, rekao je Huang.
