Побег из забвения: Как мозг перезагружается после глубокой анестезии

Инновационный эксперимент демонстрирует устойчивость здорового человеческого мозга, несмотря на глубокую общую анестезию.

Миллионы хирургических операций, проводимых каждый год, были бы невозможны без помощи общей анестезии — чудесной медицинской способности отключать сознание обратимым и контролируемым образом.

Исследователи используют этот мощный инструмент, чтобы лучше понять, как мозг восстанавливает сознание и познание после нарушений, вызванных сном, медицинскими процедурами, требующими анестезии, и неврологическими дисфункциями, такими как кома.

В новом исследовании, опубликованном в журнале eLife, группа под руководством анестезиологов Джорджа Машура, доктора медицины, доктора философии из Медицинской школы Мичиганского университета, Макса Кельца, доктора медицины, доктора философии из Медицинской школы Пенсильванского университета, и Майкла Авидана, MBBCh из Медицинской школы Вашингтонского университета, использовала анестетики пропофол и изофлуран на людях для изучения закономерностей восстановления сознания и когнитивных функций после анестезии.

В ходе исследования 30 здоровых взрослых людей находились под наркозом в течение трех часов. Их мозговая активность измерялась с помощью ЭЭГ, а активность сна и бодрствования измерялась до и после эксперимента. Каждый участник проходил когнитивные тесты — предназначенные для измерения скорости реакции, памяти и других функций — до получения анестезии, сразу после возвращения сознания и затем каждые 30 минут после этого.

Исследовательская группа стремилась ответить на несколько фундаментальных вопросов: Как происходит пробуждение мозга после глубокой потери сознания — все сразу или какие-то области и функции включаются в работу первыми? Если да, то какие?

«То, как мозг восстанавливается после бессознательного состояния, важно с клинической точки зрения, но также дает нам возможность понять нейронную основу самого сознания», — говорит Машур.

После того как действие анестетика было прекращено и участники пришли в сознание, началось когнитивное тестирование. Вторая контрольная группа участников исследования, которые не получали общей анестезии и оставались в сознании, также проходила тесты в течение того же периода времени.

Анализируя ЭЭГ и результаты тестов, исследователи обнаружили, что восстановление сознания и познания — это процесс, который разворачивается во времени, а не сразу. К удивлению исследователей, одной из функций мозга, которая включилась первой, было решение абстрактных задач, контролируемое префронтальной корой, в то время как другие функции, такие как скорость реакции и внимание, восстанавливались дольше.

«Хотя первоначально это удивило, с точки зрения эволюции вполне логично, что высшие познавательные способности должны восстанавливаться раньше. Если, например, кто-то проснулся от угрозы, то такие структуры, как префронтальная кора, были бы важны для классификации ситуации и выработки плана действий», — говорит Кельц.

Показания ЭЭГ показали, что лобные области мозга были особенно активны в период восстановления. Важно отметить, что в течение трех часов после длительной глубокой анестезии участники смогли восстановить когнитивные функции примерно до того же уровня, что и группа, которая оставалась бодрствующей в течение этого времени. Более того, на их график сна в последующие дни после эксперимента это никак не повлияло.

«Это говорит о том, что мозг здорового человека устойчив даже при длительном воздействии глубокого наркоза. С клинической точки зрения это означает, что некоторые нарушения познания, которые мы часто наблюдаем в течение нескольких дней или даже недель во время восстановления после анестезии и операции — например, делирий — могут быть связаны с другими факторами, нежели длительное воздействие анестезирующих препаратов на мозг», — говорит Авидан.

Это исследование финансировалось совместным грантом Фонда Джеймса С. МакДоннелла, Сент-Луис, США; грантом T32GM112596 Национальных институтов здравоохранения (Бетесда, США); а также кафедрами анестезиологии Мичиганского университета, Университета Пенсильвании и Вашингтонского университета.