Изображение Engin Akyurt с сайта Pixabay

Анестезия и сон удивительно похожи

Что происходит в мозге, когда наше сознание исчезает во время общей анестезии и обычного сна? Финские ученые изучили этот вопрос с помощью новых экспериментальных разработок и функциональной визуализации мозга. Им удалось отделить специфические изменения, связанные с сознанием, от более распространенных общих эффектов, и они обнаружили, что влияние анестезии и сна на мозговую активность удивительно похожи. Эти новые открытия указывают на общую центральную сеть мозга, фундаментальную для человеческого сознания.

Объяснение биологических основ человеческого сознания – одна из величайших задач науки. Потеря и возвращение сознания, регулируемое лекарствами или физиологическим сном, использовались в качестве смоделированных систем при изучении человеческого сознания, но предыдущие результаты исследований были искажены многими экспериментальными упрощениями.

“Одной из главных задач было разработать установку, в которой данные мозга в разных состояниях различаются только в отношении сознания.”

“Наше исследование преодолевает многие предыдущие затруднения и впервые раскрывает нейронные механизмы, лежащие в основе связанного сознания”, – говорит Гарри Шейнин, доцент фармакологии, анестезиолог и руководитель исследования из Университета Турку, Финляндия.

Новая и инновационная экспериментальная установка

Мозговую активность измеряли с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) во время различных состояний сознания в двух отдельных экспериментах с одной и той же группой здоровых испытуемых. Измерения проводились во время бодрствования, нарастающего и постоянного уровня действия двух анестетиков, а также во время бессонницы и первой стадии медленного сна.

В первом эксперименте испытуемых случайным образом распределили таким образом, чтобы к ним применялся либо пропофол, либо дексмедетомидин (два анестетика с различными молекулярными механизмами действия) с постепенным увеличением дозы до тех пор, когда испытуемые переставали реагировать. А в исследовании сна им позволяли уснуть естественным путем. В обоих экспериментах испытуемых быстро пробуждали до состояния, когда они могли реагировать, и за этим следовали немедленные и подробные собеседования с субъективных переживаниях предыдущего периода, когда они не реагировали на окружающее. Отсутствие реакции в состоянии наркоза и во время подтвержденных стадий медленного сна, когда последующий отчет не включал признаков осознания окружающего мира, указывали на отключенное состояние у участников исследования. Важно отметить, что дозировка препарата в первом эксперименте не менялась ни до, ни во время изменения поведенческого состояния испытуемых.

“Этот уникальный экспериментальный проект был ключевой идеей нашего исследования и позволил нам отличить изменения, характерные для состояния сознания, от общих эффектов, вызванных анестезией”, – объясняет кандидат наук, анестезиолог Анналотта Шейнин.

Исследователи обнаружили общую центральную сеть мозга

При сравнении изображений ПЭТ реагирующего и включенного мозга с изображениями не реагирующего и отключенного мозга, ученые обнаружили, что активность таламуса, поясной коры и угловых извилин не зависела от применяемого анестетика, концентрации препарата и направления изменения состояния сознания. Поразительно аналогичные результаты были получены при сравнении физиологического сна с бессонницей. Изменения мозговой активности были гораздо более значительными, когда сравнивались отключенные состояния с состоянием полного бодрствования. Таким образом, данные, относящиеся к конкретным состояниям, отличались и отделялись от общих эффектов медикаментозной анестезии и естественного сна, при которых происходило широкое подавление мозговой активности в кортикальных областях.

Эти данные идентифицируют центральную основную сеть мозга, которая является фундаментальной для человеческого сознания.

“Общая анестезия в большей степени похожа на нормальный сон, чем принято считать. Однако такая интерпретация хорошо согласуется с нашими недавними электрофизиологическими данными в другом исследовании анестезии”, – говорит Гарри Шейнин.

Субъективные переживания распространены во время общей анестезии

Интересно, что отсутствие реакции редко означала бессознательное состояние (то есть полное отсутствие субъективных переживаний), поскольку большинство участников в ходе собеседований сообщали о внутренних переживаниях и снах. Это открытие не является новым, поскольку обычно пациенты сообщают о снах после общей анестезии.

“Однако из-за минимальной задержки между пробуждением и собеседованием текущие результаты существенно дополняют наше понимание природы состояния наркоза. Вопреки распространенному мнению, полная потеря сознания не нужна для успешной общей анестезии, поскольку достаточно просто отключить переживания пациента от того, что происходит в операционной”, – объясняет Анналотта Шейнин.

Новое исследование проясняет фундаментальную природу человеческого сознания и дает новую информацию о функциях мозга в промежуточных состояниях между бодрствованием и полным отсутствием сознания. Эти результаты так же могут поставить под сомнение наше нынешнее понимание сущности общей анестезии.

Подпишитесь на psy.help в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога

Check Also

Мозг эффективно обрабатывает быстрые сообщения

Команда исследователей в области лингвистики и психологии из Нью-Йоркского университета обнаружила, что при мелькании фразы …

Влияние пьянства на развитие мозга подростков

Алкоголь глубоко укоренился в нашей культуре и привычках, и в большинстве западных стран его значительный …