Το ερώτημα αυτό απασχόλησε έντονα τον Emery N. Brown, καθηγητή Αναισθησιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Harvard και στο Massachusetts General Hospital, ο οποίος αφιέρωσε σημαντικό μέρος της επιστημονικής του πορείας στη μελέτη των μηχανισμών της γενικής αναισθησίας.
Δεν πρόκειται για έναν απλό "βαθύ ύπνο"
Στα πρώτα του χρόνια στην Ιατρική, ο Brown άκουγε συχνά τη γενική αναισθησία να περιγράφεται ως μια μορφή βαθύ ύπνου. Η εξήγηση αυτή, όμως, δεν τον ικανοποιούσε, καθώς πίστευε ότι χωρίς γνώση του πραγματικού μηχανισμού δεν είναι δυνατόν να εξελιχθεί και να βελτιωθεί η συγκεκριμένη ιατρική πρακτική.
Οι μελέτες του έδειξαν ότι η κατάσταση στην οποία οδηγείται ο εγκέφαλος δεν μοιάζει με φυσιολογικό ύπνο, αλλά περισσότερο με μια ελεγχόμενη κατάσταση που θυμίζει κώμα.
Πώς αλλάζει η λειτουργία του εγκεφάλου
Με τη βοήθεια ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (EEG) και εξελιγμένων μαθηματικών μοντέλων, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα αναισθητικά φάρμακα προκαλούν σημαντικές μεταβολές στην ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου.
Τα εγκεφαλικά κύματα γίνονται πιο αργά και αποκτούν μεγαλύτερο πλάτος, ενώ οι νευρώνες μειώνουν αισθητά τον ρυθμό με τον οποίο εκπέμπουν ηλεκτρικά σήματα. Αυτή η επιβράδυνση δυσκολεύει την επικοινωνία ανάμεσα στις διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.
Παρότι εξακολουθεί να υπάρχει ηλεκτρική δραστηριότητα, τα εγκεφαλικά δίκτυα δεν συνεργάζονται πλέον αποτελεσματικά. Η αποδιοργάνωση αυτής της επικοινωνίας είναι ο βασικός λόγος που ο ασθενής χάνει τη συνείδησή του κατά τη διάρκεια της αναισθησίας.
Ο ρόλος των αναισθητικών φαρμάκων
Ορισμένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αναισθητικά, όπως η προποφόλη αλλά και αρκετά εισπνεόμενα αναισθητικά, μεταβάλλουν σε μεγάλο βαθμό τη λειτουργία των νευρωνικών κυκλωμάτων. Ως αποτέλεσμα, η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των διαφόρων περιοχών του εγκεφάλου περιορίζεται σημαντικά.
Επειδή η κατάσταση αυτή μπορεί να διαρκέσει αρκετές ώρες κατά τη διάρκεια μιας χειρουργικής επέμβασης, ορισμένοι ασθενείς, ιδιαίτερα μεγαλύτερης ηλικίας, ενδέχεται να εμφανίσουν μετά το χειρουργείο προσωρινές δυσκολίες στη μνήμη, τη συγκέντρωση ή σύγχυση.
Κάθε αναισθητικό επηρεάζει διαφορετικά τον εγκέφαλο
Η ερευνητική ομάδα του Brown διαπίστωσε ακόμη ότι όλα τα αναισθητικά δεν δρουν με τον ίδιο τρόπο. Κάθε κατηγορία φαρμάκων δημιουργεί διαφορετικά πρότυπα ηλεκτρικής δραστηριότητας στο EEG, τα οποία επηρεάζονται από παράγοντες όπως η δοσολογία, η ηλικία και η γενική κατάσταση της υγείας του ασθενούς.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι υψηλές δόσεις αναισθητικών, καθώς φαίνεται ότι μπορούν να μειώσουν την παραγωγή ATP, της βασικής πηγής ενέργειας των κυττάρων. Όταν συμβαίνει αυτό, το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα εμφανίζει ένα χαρακτηριστικό μοτίβο, γνωστό ως burst suppression, στο οποίο περίοδοι έντονης εγκεφαλικής δραστηριότητας εναλλάσσονται με διαστήματα σχεδόν πλήρους σιωπής.
Γιατί η παρακολούθηση του εγκεφάλου είναι τόσο σημαντική
Το πρότυπο αυτό θεωρείται ένδειξη ότι ο μεταβολισμός του εγκεφάλου έχει επηρεαστεί σημαντικά. Οι ηλικιωμένοι ασθενείς είναι πιο ευαίσθητοι και μπορεί να εμφανίσουν αυτή την κατάσταση ακόμη και με σχετικά χαμηλές δόσεις αναισθητικών.
Η συνεχής παρακολούθηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας μέσω ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος επιτρέπει στους αναισθησιολόγους να προσαρμόζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τη δόση των φαρμάκων, μειώνοντας τον κίνδυνο υπερδοσολογίας και περιορίζοντας πιθανές επιπλοκές.
Ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση της συνείδησης
Οι έρευνες του Brown δεν συνέβαλαν μόνο στη βελτίωση της ασφάλειας της γενικής αναισθησίας. Παράλληλα, προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί η ανθρώπινη συνείδηση.
Μελετώντας πώς τα αναισθητικά διακόπτουν την επικοινωνία μεταξύ των εγκεφαλικών δικτύων, οι επιστήμονες αποκτούν καλύτερη εικόνα για τους μηχανισμούς που επιτρέπουν στον άνθρωπο να αντιλαμβάνεται τον εαυτό του και το περιβάλλον του, ανοίγοντας νέους δρόμους στην έρευνα της νευροεπιστήμης.
