Ligoninių operacinėse ir intensyviosios terapijos skyriuose propofolis yra pasirinktas vaistas, plačiai naudojamas raminant pacientus, kad būtų patogiau, arba visiškai prarasti sąmonę atliekant invazines procedūras.
Propofolis veikia greitai ir dauguma pacientų jį gerai toleruoja, kai jį skiria anesteziologas. Bet kas vyksta smegenyse, kai pacientai yra paguldomi ir ką tai atskleidžia apie pačią sąmonę?
UM tyrėjai, tyrinėjantys sąmonės prigimtį, sėkmingai panaudojo šį vaistą, kad nustatytų sudėtingą smegenų geometriją, esančią už nesąmoningos būsenos, ir siūlo precedento neturintį žvilgsnį į smegenų struktūras, kurias tradiciškai buvo sunku ištirti.
„Sąmonė buvo tiriama įvairiais aspektais, o neurobiologinių sąmonės pagrindų supratimas turi didelę reikšmę kelioms medicinos disciplinoms, tokioms kaip neurologija, psichiatrija ir anesteziologija“, – sakė Zirui Huangas, mokslų daktaras, katedros mokslinis asistentas. Anesteziologija UM medicinos mokykloje.
Iki šiol mokslininkai diskutavo apie tai, kaip anestetikai slopina sąmonę. Tiksliau, ar veikimo vieta pirmiausia yra talame – kiaušinio formos struktūroje giliai smegenyse, kuri gauna informaciją iš to, ką matome, liečiame ir girdime, ar smegenų žievėje, kuri tą informaciją apdoroja sudėtingais būdais.
Žurnale paskelbtas tyrimas Gamtos komunikacijos ir vadovaujama Huang, George Mashour, MD, Ph.D. ir Anthony G. Hudetz, Ph.D. iš UM sąmonės mokslo centro, pirmą kartą žmonėms apibūdina, kaip propofolis modifikuoja smegenų ląstelių ryšius šiose dviejose svarbiose srityse. Straipsnis pavadintas „Propofolis sutrikdo talamuso funkcinę šerdies-matricos architektūrą žmonėms“.
Sveikiems savanoriams jie užfiksavo smegenų architektūros pokyčius prieš propofolio sedaciją, jo metu ir po jo, vadovaudamiesi funkciniu magnetinio rezonanso tomografija (fMRI). Tai leido jiems stebėti kraujo tekėjimą į smegenų sritis, kai tyrimo dalyviai įeidavo ir išeidavo iš nesąmoningos būsenos.
Iš pradžių, paaiškino Huangas, talamas turi subalansuotą tiek specifinių branduolių (smegenų ląstelių grupių), kurie siunčia jutiminę informaciją į labai apibrėžtas žievės sritis (žinomas kaip unimodalinis apdorojimas), ir nespecifinių branduolių, kurie informaciją siunčia plačiau per visą teritoriją. aukštesnis žievės sluoksnis, žinomas kaip transmodalinis apdorojimas.
Grupė nustatė, kad esant giliai sedacijai, talamas drastiškai sumažėjo smegenų ląstelių, atsakingų už transmodalinį apdorojimą, aktyvumas, todėl atsirado dominuojantis unimodalinis modelis, o tai rodo, kad nors jutimo įvestis vis dar gaunama, šios įvesties nėra integruotos. .
„Daugiau nei du dešimtmečius ši sritis daugiausia dėmesio skiria anesteziniam poveikiui talamuose ir žievėje – manau, kad šis tyrimas žymiai pagerina neurobiologiją“, – sakė anesteziologijos ir farmakologijos profesorius, medicinos mokslų daktaras George'as Mashouras. UM sąmonės mokslo centras.
Tada jie atrado specifinius ląstelių tipus, kurie vaidino svarbų vaidmenį pereinant į nesąmoningą būseną, ir jų ryšį su talaminio apdorojimo pokyčiais. Talamuose yra mažiausiai du skirtingi ląstelių tipai, sakė Huangas, pagrindinės ląstelės ir matricos ląstelės.
„Dabar turime įtikinamų įrodymų, kad plačiai paplitę talaminės matricos ląstelių ryšiai su aukštesnės eilės žieve yra labai svarbūs sąmonei“, – sako Hudetzas, UM anesteziologijos profesorius ir dabartinis Sąmonės mokslo centro direktorius.
Įsivaizduojant, kad žievė yra sluoksniuota kaip svogūnas, pagrindinės ląstelės jungiasi prie apatinių sluoksnių, o matricos ląstelės jungiasi prie aukštesnių sluoksnių labiau išsklaidytu būdu.
Išmatavę mRNR ekspresijos parašus, pavyzdžiui, ląstelių ID ženklelius, jie galėjo pamatyti, kad matricinių ląstelių veiklos sutrikimas vaidina didesnį vaidmenį pereinant prie sąmonės netekimo nei pagrindinės ląstelės. Papildoma staigmena buvo tai, kad GABA, pagrindinis smegenyse slopinantis siųstuvas, paprastai laikomas esminiu propofolio veiksmuose, neatrodė tokio svarbaus vaidmens, kaip tikėtasi.
„Rezultatai rodo, kad sąmonės praradimas gilios sedacijos metu pirmiausia yra susijęs su matricinių ląstelių, išsidėsčiusių visame talame, funkciniu sutrikimu“, – sakė Huangas.