Anestezinin Bilinçte Yarattığı Değişimin Nöral Mekanizması

Anestezinin Bilinçte Yarattığı Değişimin Nöral Mekanizmasi

Beynin fizyolojik olarak bilinç ve bilinçsizlik durumlarına nasıl geçtiği uyku ve koma durumlarında incelenmekle beraber anestezik maddelerin bilinç üzerinde doza bağlı etkileri de çalışılmaktadır.

Amerika Ulusal Sağlık Enstitüsü desteğiyle MIT-Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü’ndeki laboratuvarlarında yürütülen ortak bir çalışmada (2021), hayvanlarda kullanılan bir anestezik olan propofolün makak maymunlarının beyin dalgalarına, bilinç ve bilinçsizlik durumuna nasıl etki ettiğini ortaya koydu.

Araştırmacılar, propofol ile anestezi öncesi, sırasında ve sonrasında beyin dalgalarının ne kadar güçlü senkronize edildiğini EEG ile ölçtüler. Araştırmadan elde edilen veriler, ilacın beyinde etki alanı genişledikçe talamus ve dört kortikal bölgede yalnızca çok yavaş frekanslarda, yavaş bir nöral aktivite hızını koruyan çok yavaş ritimlerde, eşzamanlı aktivitede güçlü artışlar olduğunu göstermektedir. Öte yandan, beynin normal durumunda daha yüksek frekanstaki aktivitesinin senkronizasyonunu sağlayan talamusun elektriksel olarak uyarılması anestezi uygulanan maymunları “uyandırdı” ve anestezinin yarattığı bilinçsizliğin elektrofizyolojik özelliklerini tersine çevirdi.

Picower Nörobilim Profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Earl Miller çalışma hakkında, “Anestezinin yaptığı şeyin beyni ‘kapatmak’ olduğuna dair bir halk arasında sözsüz bir varsayım var” diyor. “Gösterdiğimiz şey, propofolün beynin ritimlerinin dinamiklerini çarpıcı biçimde değiştirdiği ve kontrol ettiğidir.”

Algılama ve biliş gibi bilinçli işlevler, 4 ila 100 hertz arasında değişen çeşitli frekans bantlarında, özellikle talamus ile beynin yüzey bölgeleri veya korteks arasındaki koordineli beyin iletişimine bağlıdır. Çalışmanın gösterdiğine göre propofol, talamus ve kortikal bölgeler arasındaki koordinasyonu sadece 1 hertz civarındaki frekanslara indiriyor.

Yeni çalışmanın en önemli yanlarından biri, bu dinamikleri hayvan modellerinde yürüttüğünden, beyin kabuğu ve talamustaki birçok bireysel nöron ve ritmin aktivitesini veya “diken dalgaları” doğrudan ölçebilen elektrotları kullanabilmesidir. Çalışmanın diğer bir kıdemli yazarı Hesaplamalı Sinirbilim Profesörü ve Massachusetts hastanesinde anestezi uzmanı Emery N. Brown, sonuçların bu nedenle, insanlardaki bulgularını önemli ölçüde derinleştirdiğini ve genişlettiğini söyledi.

Çalışmanın klinik önemine dikkat çeken Brown, anesteziklerin beyin ritimlerini nasıl değiştirdiğini gösteren çalışmaların hasta güvenliğini doğrudan iyileştirebileceğini çünkü bu ritimlerin ameliyathanedeki EEG’de kolayca görülebildiğini söylüyor. Son olarak Brown, “Çalışmanın beyin kabuğu boyunca çok yavaş ritimlerin örüntüsüne ilişkin ana bulgusu, deneklerin propofol uygulamasından sonra bilinçsizliğe ne zaman girdiklerini, bu durumda ne kadar derinde kaldıklarını ve propofol dozu bittiğinde ne kadar çabuk uyanabileceklerini doğrudan ölçmek için bir model sunar. Anestezi uzmanlarıysa bu bulguları hastalara daha iyi bakmanın bir yolu olarak kullanabilir” dedi.

KAYNAK:
Bastos, A. M., Donoghue, J. A., Brincat, S. L., Mahnke, M., Yanar, J., Correa, J., … & Miller, E. K. (2021). Neural effects of propofol-induced unconsciousness and its reversal using thalamic stimulation. Elife10, e60824.