211service.com
De hersenen onder narcose
Een grootschalige studie gepubliceerd in de New England Journal of Medicine heeft geleid tot een vlaag van controverse onder anesthesiologen. Volgens de bevindingen was een veelgebruikt apparaat dat is ontworpen om anesthesiebewustzijn te voorkomen - de zeldzame gebeurtenis wanneer een patiënt daadwerkelijk bij bewustzijn is tijdens de operatie - grotendeels ineffectief.
Hersengolven: Deze figuur illustreert de verschillen in hersenactiviteit tijdens anesthesie. De grafieken met zwarte lijnen tonen de elektrische activiteit die is geregistreerd met EEG, terwijl de gekleurde grafieken een spectrale analyse van die activiteit laten zien - of de activiteit nu voornamelijk hoog of laag is. Toen de patiënt wakker was (boven), was zijn hersenactiviteit met een hoge frequentie. Toen hij tijdens de operatie (onder) werd verdoofd, daalde de frequentie van hersengolven.
De bevindingen benadrukken hoe weinig bekend is over de neurale veranderingen die ten grondslag liggen aan anesthesie. De uitdaging is dat we de fysiologie en farmacologie die ten grondslag liggen aan geheugenblokkering door anesthetica niet begrijpen, zegt Beverly Orser, een anesthesist en wetenschapper aan de Universiteit van Toronto, die een redactie bij het stuk horen. Als we de circuits en hersengebieden zouden begrijpen die betrokken zijn bij complexe geheugenvorming, zouden we in een betere positie zijn om deze monitoren te ontwikkelen.
Emery Brown , een anesthesist en neurowetenschapper in het Massachusetts General Hospital, wil precies dat doen. Brown en zijn collega's gebruiken zowel hersenbeeldvorming van menselijke vrijwilligers als, bij dieren, elektrofysiologische benaderingen - die de hersenactiviteit directer meten - om een dieper begrip van anesthesie te krijgen. Voorlopig onderzoek van zijn laboratorium suggereert dat het meten van activiteit aan het oppervlak van de hersenen misschien geen betrouwbare indicator is van wat er dieper in de hersenen gebeurt, waar de geheugencircuits mogelijk nog steeds functioneren - en angstaanjagende herinneringen aan een bepaalde operatie vormen.
Elk jaar ondergaan meer dan 20 miljoen mensen in Noord-Amerika algemene anesthesie - een combinatie van medicijnen die patiënten verdoven, hun spieren verlammen en de perceptie van pijn blokkeren. De cocktail wordt zorgvuldig afgestemd op elk individu en elke operatie, met als doel de cruciale functies van de patiënt, zoals hartslag en bloeddruk, te behouden, terwijl ze zich gelukkig niet bewust is van de procedure.
Een klein aantal van degenen die algemene anesthesie krijgen - ongeveer 0,1 tot 0,2 procent - zal een bewustzijn ervaren, dat varieert van relatief onschuldige incidenten, zoals het zich later herinneren van een gesprek tussen chirurgen en verpleegkundigen, tot meldingen van ondraaglijke pijn terwijl ze volledig verlamd waren. Hoewel het niet precies duidelijk is wat het bewustzijn van anesthesie veroorzaakt, wordt aangenomen dat een onvoldoende hoeveelheid medicijnen die hersengebieden die betrokken zijn bij leren en geheugen tot rust brengen, deel uitmaakt van het probleem.
Naarmate de erkenning van het probleem van anesthesiebewustzijn de afgelopen jaren is gegroeid, is ook de markt voor apparaten die zijn ontworpen om dit te voorkomen, toegenomen. Er zijn nu verschillende soorten monitoren in de handel verkrijgbaar. Ze zijn gebaseerd op een eenvoudig concept: dat anesthesiemedicijnen de cortex op een voorspelbare manier stillen, wat kan worden gemeten met elektro-encefalografie (EEG), een technologie die elektrische activiteit op het oppervlak van het hoofd meet. De frequentie van hersengolven piekt kort als de patiënt in bewusteloosheid wordt gesust, en dan vertraagt het. De apparaten zetten EEG-patronen om in een enkel getal dat het bewustzijnsniveau van een patiënt aangeeft, zodat artsen indien nodig meer medicijnen kunnen toedienen.
Maar Brown en anderen beweren dat apparaten zoals deze slechts een rudimentaire meting geven van wat er in de hersenen gebeurt. Als het langzaam is, denken we dat het goed is om te werken; als het snel is, denken we dat ze wakker worden, zegt Brown. Dat is alles wat we doen.
Brown en zijn collega's gebruiken nieuw ontwikkelde technologie waarmee ze EEG-golven kunnen bestuderen terwijl een patiënt tegelijkertijd zijn hersenen laat afbeelden met functionele magnetische hersenbeeldvorming, een indirecte maat voor hersenactiviteit die ruimtelijk nauwkeuriger is dan EEG. Voorlopige resultaten laten zien dat sommige hersengebieden tijdens de anesthesie juist actiever worden. Het is niet verwonderlijk dat een breedwerkend medicijn, dat hersengebieden inactiveert die normaal betrokken zijn bij het selectief remmen van hersenactiviteit, ertoe leidt dat andere gebieden actiever worden, zegt Brown. Dit is het soort informatie dat we echt nodig hebben, zegt hij.
In overeenkomstige experimenten op knaagdieren gebruikten wetenschappers arrays van elektroden om de activiteit in verschillende delen van de hersenen direct te meten. Onderzoekers geregisseerd door Matt Wilson , een professor in hersen- en cognitieve wetenschappen MIT die samenwerkt met Brown, ontdekte dat knaagdieren die een toenemende dosis verdoving hadden gekregen karakteristieke veranderingen vertoonden in het ritme van hersenactiviteit in de cortex. Maar de activiteit in de hippocampus, een hersengebied dat cruciaal is voor leren en geheugen, bleef onveranderd.
Als de signatuur [gemeten via EEG] uit de cortex komt, vertelt het ons niet wat de diepere hersenstructuren doen, zoals het opwindingssysteem, de hersenstam, de amygdala en de hippocampus, zegt Brown. Als EEG je niets kan vertellen over die structuren, vertelt het je niet over sleutelsystemen.