Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Anestesi Tidak Hanya Mematikan Otak, Juga Bisa Mengubah Ritmenya

Dalam tampilan yang dalam dan mendetail secara unik tentang bagaimana propofol anestesi yang umum digunakan menyebabkan ketidaksadaran, kolaborasi laboratorium di The Picower Institute for Learning and Memory di MIT menunjukkan bahwa saat obat itu masuk ke otak, petak luas wilayah menjadi terkoordinasi oleh ritme yang sangat lambat yang mempertahankan kecepatan aktivitas saraf yang sepadan. Secara elektrik menstimulasi wilayah yang lebih dalam, talamus, memulihkan sinkronisasi ritme frekuensi normal otak yang lebih tinggi dan tingkat aktivitas, membangunkan otak kembali dan memulihkan gairah.

IMAGES

Gambar: metrobali.com

"Ada psikologi rakyat atau asumsi diam-diam bahwa apa yang dilakukan anestesi hanyalah 'mematikan' otak," kata Earl Miller, Profesor Ilmu Saraf Picower dan penulis senior studi di eLife . "Apa yang kami tunjukkan adalah propofol secara dramatis mengubah dan mengontrol dinamika ritme otak."

Fungsi kesadaran, seperti persepsi dan kognisi, bergantung pada komunikasi otak yang terkoordinasi, khususnya antara talamus dan daerah permukaan otak, atau korteks, dalam berbagai pita frekuensi mulai dari 4 hingga 100 Hz. Propofol, studi tersebut menunjukkan, tampaknya membawa koordinasi antara daerah talamus dan kortikal ke frekuensi sekitar hanya 1 Hz.

Laboratorium Miller, dipimpin oleh postdoc Andre Bastos dan mantan mahasiswa pascasarjana Jacob Donoghue, berkolaborasi dengan rekan penulis senior Emery N. Brown, yang merupakan Profesor Teknik Medis dan Ilmu Saraf Komputasi Edward Hood Taplin dan ahli anestesi di Rumah Sakit Umum Massachusetts. Oleh karena itu, kolaborasi tersebut dengan kuat menyatukan keahlian laboratorium Miller tentang bagaimana ritme saraf mengoordinasikan korteks untuk menghasilkan fungsi otak sadar dengan keahlian laboratorium Brown dalam ilmu saraf anestesi dan analisis statistik sinyal saraf.

Brown mengatakan penelitian yang menunjukkan bagaimana anestesi mengubah ritme otak dapat secara langsung meningkatkan keselamatan pasien karena ritme ini mudah terlihat pada EEG di ruang operasi. Temuan utama studi tentang tanda ritme yang sangat lambat di seluruh korteks menawarkan model untuk mengukur secara langsung ketika subjek memasuki ketidaksadaran setelah pemberian propofol, seberapa dalam mereka dipertahankan dalam keadaan itu, dan seberapa cepat mereka dapat bangun setelah pemberian propofol berakhir. .

"Ahli anestesi dapat menggunakan ini sebagai cara untuk merawat pasien dengan lebih baik," kata Brown.

Brown telah lama mempelajari bagaimana ritme otak dipengaruhi pada manusia di bawah anestesi umum dengan membuat dan menganalisis pengukuran ritme menggunakan elektroda EEG kulit kepala dan pada tingkat tertentu, elektroda kortikal pada pasien epilepsi. Karena studi baru dilakukan pada model hewan dari dinamika tersebut, tim dapat menanamkan elektroda yang dapat secara langsung mengukur aktivitas atau "lonjakan" banyak neuron dan ritme individu di korteks dan talamus. Brown mengatakan bahwa hasil tersebut secara signifikan memperdalam dan memperluas temuannya pada manusia.

Sebagai contoh, neuron yang sama yang mereka ukur berceloteh dengan lonjakan tegangan 7-10 kali per detik selama terjaga secara rutin ditembakkan hanya sekali dalam satu detik atau kurang selama ketidaksadaran yang diinduksi propofol, sebuah perlambatan penting yang disebut "keadaan turun". Secara keseluruhan, para ilmuwan membuat pengukuran ritme dan lonjakan simultan yang terperinci di lima wilayah: dua di depan korteks, dua di belakang, dan talamus.

"Apa yang sangat menarik adalah kami menurunkan data ke tingkat lonjakan," kata Brown. "Osilasi lambat memodulasi aktivitas spiking di sebagian besar korteks."

Sebanyak penelitian menjelaskan bagaimana propofol menghasilkan ketidaksadaran, itu juga membantu menjelaskan pengalaman kesadaran terpadu, kata Miller.

"Semua korteks harus berada di halaman yang sama untuk menghasilkan kesadaran," kata Miller. "Satu teori tentang bagaimana ini bekerja adalah melalui loop thalamo-cortical yang memungkinkan korteks untuk melakukan sinkronisasi. Propofol mungkin merusak operasi normal dari loop tersebut dengan mensinkronisasikannya secara hiper dalam keadaan ke bawah yang berkepanjangan. Ini mengganggu kemampuan korteks untuk berkomunikasi."

Misalnya, dengan membuat pengukuran di lapisan korteks yang berbeda, tim menemukan bahwa frekuensi frekuensi yang lebih tinggi ritme "gamma", yang biasanya dikaitkan dengan informasi sensorik baru seperti pemandangan dan suara, secara khusus berkurang di lapisan superfisial. Gelombang "alpha" dan "beta" frekuensi rendah, yang ditunjukkan Miller cenderung mengatur pemrosesan informasi yang dibawa oleh ritme gamma, terutama berkurang di lapisan yang lebih dalam.

Selain sinkronisasi yang berlaku pada frekuensi yang sangat lambat, tim mencatat tanda ketidaksadaran lainnya dalam data. Seperti yang telah diamati Brown dan yang lainnya pada manusia sebelumnya, kekuatan ritme alfa dan beta terutama lebih tinggi di daerah posterior korteks selama terjaga, tetapi setelah kehilangan kekuatan kesadaran pada ritme tersebut berubah menjadi jauh lebih tinggi di daerah anterior.

Tim lebih lanjut menunjukkan bahwa menstimulasi thalamus dengan denyut nadi frekuensi tinggi (180Hz) membatalkan efek propofol.

"Stimulasi menghasilkan keadaan kortikal seperti bangun dengan meningkatkan kecepatan spiking dan menurunkan kekuatan frekuensi lambat," tulis para penulis dalam penelitian tersebut. "Di semua area, ada peningkatan signifikan dalam lonjakan selama interval stimulasi dibandingkan dengan baseline sebelum stimulasi."

Powered By NagaNews.Net