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Il cervello sotto anestesia
Uno studio su larga scala pubblicato su New England Journal of Medicine ha scatenato una raffica di polemiche tra gli anestesisti. Secondo i risultati, un dispositivo comunemente usato progettato per prevenire la consapevolezza dell'anestesia, il raro evento in cui un paziente è effettivamente cosciente durante l'intervento chirurgico, era in gran parte inefficace.
Onde cerebrali: Questa figura illustra le differenze nell'attività cerebrale durante l'anestesia. I grafici con linee nere mostrano l'attività elettrica registrata con l'EEG, mentre i grafici colorati mostrano un'analisi spettrale di tale attività, indipendentemente dal fatto che l'attività sia principalmente ad alta o bassa frequenza. Quando il paziente era sveglio (in alto), la sua attività cerebrale era ad alta frequenza. Quando è stato sedato durante l'intervento chirurgico (in basso), la frequenza delle onde cerebrali è diminuita.
I risultati evidenziano quanto poco si sappia sui cambiamenti neurali che sono alla base dell'anestesia. La sfida è che non comprendiamo la fisiologia e la farmacologia alla base del blocco della memoria da parte degli anestetici, afferma Beverly Orser, anestesista e scienziata dell'Università di Toronto, che ha scritto un editoriale accompagnando il pezzo. Se comprendessimo i circuiti e le regioni del cervello coinvolte nella complessa formazione della memoria, saremmo in una posizione migliore per sviluppare questi monitor.
smeraldo marrone , un anestesista e neuroscienziato presso il Massachusetts General Hospital, mira a fare proprio questo. Brown e i suoi colleghi stanno utilizzando sia l'imaging cerebrale di volontari umani sia, negli animali, approcci elettrofisiologici, che misurano più direttamente l'attività cerebrale, per ottenere una comprensione più profonda dell'anestesia. Ricerche preliminari del suo laboratorio suggeriscono che misurare l'attività sulla superficie del cervello potrebbe non essere un indicatore affidabile di ciò che sta accadendo più in profondità, dove i circuiti della memoria potrebbero ancora funzionare e formare ricordi spaventosi di un particolare intervento chirurgico.
Ogni anno, più di 20 milioni di persone in Nord America si sottopongono ad anestesia generale, una combinazione di farmaci che sedano i pazienti, paralizzano i loro muscoli e bloccano la percezione del dolore. Il cocktail è accuratamente titolato per ogni individuo e per ogni intervento chirurgico, con l'obiettivo di mantenere le funzioni cruciali della paziente, come la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna, mantenendola beatamente ignara della procedura.
Un piccolo numero di coloro che ottengono l'anestesia generale, circa dallo 0,1 allo 0,2 percento, sperimenterà la consapevolezza, che spazia da incidenti relativamente innocui, come il ricordo successivo di una conversazione tra chirurghi e infermieri, a segnalazioni di dolori lancinanti mentre è completamente paralizzato. Sebbene non sia esattamente chiaro cosa scateni la consapevolezza dell'anestesia, si pensa che una quantità insufficiente di farmaci che calmano le aree cerebrali coinvolte nell'apprendimento e nella memoria facciano parte del problema.
Poiché negli ultimi anni è cresciuto il riconoscimento del problema della consapevolezza dell'anestesia, è cresciuto anche il mercato dei dispositivi progettati per prevenirlo. Diversi tipi di monitor sono ora disponibili in commercio. Si basano su un concetto semplice: i farmaci anestetici calmano la corteccia in un modo prevedibile che può essere misurato con l'elettroencefalografia (EEG), una tecnologia che misura l'attività elettrica sulla superficie della testa. La frequenza delle onde cerebrali aumenta brevemente quando il paziente viene cullato nell'incoscienza, quindi rallenta. I dispositivi convertono i modelli EEG in un unico numero che indica il livello di consapevolezza di un paziente, consentendo ai medici di somministrare più farmaci se necessario.
Ma Brown e altri sostengono che dispositivi come questo danno solo una misura rudimentale di ciò che sta accadendo nel cervello. Se è lento, pensiamo che vada bene operare; se è veloce, pensiamo che si stiano svegliando, dice Brown. Questo è tutto ciò che stiamo facendo.
Brown e i suoi colleghi stanno utilizzando una tecnologia di nuova concezione che consente loro di studiare le onde EEG mentre un paziente riceve simultaneamente l'immagine del suo cervello con l'imaging cerebrale magnetico funzionale, una misura indiretta dell'attività cerebrale che è spazialmente più precisa dell'EEG. I risultati preliminari mostrano che alcune aree del cervello diventano effettivamente più attive nel corso dell'anestesia. Non sorprende che un farmaco ad azione ampia, che inattiva le aree cerebrali normalmente coinvolte nell'inibizione selettiva dell'attività cerebrale, porti altre aree a diventare più attive, afferma Brown. Questo è il tipo di informazioni di cui abbiamo veramente bisogno, dice.
In corrispondenti esperimenti condotti sui roditori, gli scienziati hanno utilizzato array di elettrodi per misurare direttamente l'attività in diverse parti del cervello. Ricercatori diretti da Matt Wilson , un professore di cervello e scienze cognitive del MIT che collabora con Brown, ha scoperto che i roditori a cui era stata somministrata una dose crescente di anestetico mostravano cambiamenti caratteristici nel ritmo dell'attività cerebrale nella corteccia. Ma l'attività nell'ippocampo, un'area del cervello cruciale per l'apprendimento e la memoria, è rimasta invariata.
Se la firma [misurata tramite EEG] proviene dalla corteccia, non ci dice cosa stanno facendo le strutture cerebrali più profonde, come il sistema di eccitazione, il tronco cerebrale, l'amigdala e l'ippocampo, dice Brown. Se l'EEG non può parlarti di quelle strutture, non ti sta parlando dei sistemi chiave.