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I ricercatori identificano gli stati di incoscienza con i dati EEG
I ricercatori hanno identificato modelli di attività cerebrale correlati alla perdita e al recupero della coscienza mentre un paziente è sottoposto ad anestesia generale. Le loro scoperte, riportato ieri negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze online , potrebbe un giorno aiutare gli anestesisti a monitorare meglio la coscienza nei loro pazienti.
Nonostante il fatto che lo scopo principale dell'anestesiologia sia quello di rendere i pazienti temporaneamente incoscienti e [incapaci di ricordare], il cervello non viene effettivamente monitorato direttamente, afferma Robert Thiele , un anestesista della University of Virginia School of Medicine, che non è stato coinvolto nello studio. Invece, vengono osservati segni indiretti come la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e i movimenti riflessivi per misurare la profondità dell'anestesia, dice. C'è un grande bisogno di un monitor per la profondità dell'anestesia più accurato, afferma Thiele.
Alcuni ospedali e ricercatori utilizzano il monitoraggio elettroencefalografico (EEG), che misura l'attività elettrica nella corteccia cerebrale attraverso elettrodi sul cuoio capelluto, ma questi dati sono in genere semplificati in un singolo numero o indice per valutare il livello di coscienza di un paziente. La vera spina nel fianco degli indici è che suppongono che le persone siano inconsce agli stessi indici, che si applichi a tutte le persone in tutte le droghe, e che semplicemente non può essere, dice smeraldo marrone , anestesista al Massachusetts General Hospital e neuroscienziato al MIT e autore senior dello studio. Le persone rispondono alle droghe in modo diverso e droghe diverse hanno firme diverse, dice.
Quindi Brown e Patrick Purdon , un neuroscienziato del Massachusetts General Hospital e del MIT, e i loro colleghi hanno deciso di caratterizzare specifici ritmi EEG che si associano all'incoscienza indotta dall'anestesia. Il team ha registrato i modelli EEG in 10 volontari sani somministrando loro livelli crescenti e poi decrescenti di un anestetico ampiamente utilizzato chiamato propofol. I partecipanti hanno ascoltato segnali verbali come il loro nome e i clic uditivi e gli è stato detto di premere un pulsante in risposta a ciascuno, che i ricercatori hanno usato come segno di perdita o recupero della coscienza.
Il team ha trovato modelli unici nelle onde cerebrali dei volontari mentre perdevano e poi riprendevano conoscenza. I cambiamenti nella relazione tra le onde cerebrali di frequenze diverse hanno predetto le transizioni dentro e fuori la coscienza. Il team ha anche identificato uno schema nelle onde cerebrali dei partecipanti che era associato allo stato di incoscienza più profondo. I modelli, o firme, potrebbero un giorno essere utilizzati per monitorare e controllare la sedazione e l'incoscienza nei pazienti a cui è stato somministrato il propofol, affermano gli autori.
La vera bellezza dello studio è la promessa di essere in grado di distinguere tra il sonno normale indotto da farmaci e indotto da lesioni, afferma Dietrich Gravenstein , un anestesista presso l'Università della Florida College of Medicine. Ciò potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere meglio questi diversi stati cerebrali e potrebbe anche essere utile in sala operatoria, dice.
Gli anestesisti cercano di regolare la quantità di farmaci somministrati a un paziente in base alle esigenze momento per momento, afferma Gravenstein. Immediatamente prima di un intervento chirurgico, viene somministrato un anestetico per rendere il paziente assonnato e a suo agio, ma una volta iniziato l'intervento, il fabbisogno aumenta notevolmente, afferma Gravenstein. Il problema è che non possiamo sapere se sono a loro agio e dormono naturalmente con un po' di droga o se sono sostanzialmente inconsapevoli del farmaco. Non vogliamo che si sveglino non appena il coltello tocca la pelle, dice. Segnali EEG chiari per ogni stato potrebbero aiutare a guidare gli anestesisti, anche se i tempi dell'analisi dovrebbero essere molto rapidi affinché siano utili durante le procedure, afferma Gravenstein.
I ricercatori sperano che i loro risultati possano essere utilizzati in contesti clinici e attualmente stanno formando gli anestesisti su come utilizzarli. Ma la maggior parte delle sale operatorie e delle procedure di anestesia non sono attualmente predisposte per questo tipo di monitoraggio, afferma Christoph Seubert , capo della neuroanestesia presso l'Università della Florida College of Medicine, che sottolinea che lo studio ha utilizzato 64 elettrodi di monitoraggio EEG. L'attuale profondità del monitoraggio dell'anestesia avviene con uno o due canali di EEG posizionati sopra il cervello frontale, non perché quell'area sia la più importante per quanto riguarda la coscienza, ma perché è un punto facile da attaccare alla testa, afferma Seubert . Scoprire quanti pochi dati EEG sono necessari per fornire informazioni sulle transizioni sarà un passo necessario per rendere clinicamente utili le firme, dice.
Oltre ad aiutare potenzialmente i pazienti, questo tipo di scoperta potrebbe aiutare a scoprire importanti processi cerebrali, dice Brown, che vede la sua specialità medica come uno strumento per studiare gli aspetti fondamentali della coscienza (vedi Il mistero dietro l'anestesia). Se siamo in grado di fare affermazioni molto chiare su come la droga x opera in questi circuiti per produrre questi effetti, allora saremo in grado di fornire informazioni solide per le persone che vogliono risolvere il problema di come viene generata la coscienza.