Yeni bir çalışma, nöronların sakinleştirici etkisi ile nasıl tepki verdiğini ve dürtülerin %90-95 oranında yavaşladığını ortaya koydu.
İnsanlar uyanıkken nöronlar aynı elektriksel dürtü frekanslarına ayarlanarak birbirleriyle konuşurlar. Bir set 10 hertz’de uyum içinde çalışırken, diğeri 30 hertz’de senkronize olabilir. Anestezi altındayken bu karmaşık uğultu daha düzenli bir uğultuya dönüşür. Nöronlar halihazırda çalışmaya devam eder ancak sinyal, karmaşıklığını kaybeder. Bunun nasıl çalıştığını anlamak ameliyatı daha güvenli hale getirebilir fakat birçok anestezi uzmanı hastalarını izlemek için EEG kullanmaz.
MIT’de hesaplamalı nörobilim profesörü ve Harvard Tıp Fakültesi’nde anestezi profesörü olan Emery Brown, çoğu anestezi uzmanının bu durumu nörobilim açısından düşünmediğini belirtiyor. Geçtiğimiz yıllar boyunca anestezi altındaki beyin yapılarını inceleyen Brown, anestezi uzmanlarının nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek ve hastalar anestezi altındayken nöronların nasıl davrandığına dair çalışmalarını da sürdürüyor.
Geçtiğimiz günlerde yayımlanan bir makalede, Brown ve ekibinin anestezi uygulanan maymun beyinlerinin nöronlarını incelemek için elektrotlar kullanıldığı belirtildi. Çalışma ilk kez, beynin çeşitli bölgelerindeki bireysel nöronların sakinleştirici etkisi ile nasıl tepki verdiğini ve dürtülerin %90-95 oranında yavaşladığını ortaya koydu. Ekip, beynin farklı durumlarda konuşmalarını dinleyerek bilincin nasıl ortaya çıktığına ve doktorların bunu nasıl daha iyi kontrol edebileceğine dair bulguları kaydetti.
Brown önceki çalışmalarında, insanlarda ve kemirgenlerdeki beyin implantlarının EEG okumalarında, anestezi ilacı olan propofolün korteksteki iletişimi bozduğunu ortaya koydu. Ancak bilimi daha da ileriye götürmek için nörobilimci Earl K. Miller ile beraber, hayvan bilinci üzerinde çalışmalar yürüttüler. Beynin karmaşık iletişiminin anestezi altında nasıl ve nerede bozulduğunu anlamak için bireysel nöronların melodilerini değiştirmesini dinlemek amacıyla implante elektrotlar kullanmak istediler. Yeni çalışmaları için maymunlara 64 kanallı mikro elektrotlar yerleştirdiler. Bu elektrotlar, beyinlerin korteksin ve talamusun üç bölgesinden oluşuyor. Bu üç kortikal bölge sırasıyla düşünme, işitsel işleme ve duyusal bilgi ile ilişkili olan frontal, temporal ve parietal loblardır.
Brown ve Miller, propofolün ilk parçasını aktarmadan önce elektrotları yerleştirdiler ve ardından maymunların bilinçlerini yitirmelerini beklediler. Sağlıklı ve uyanık bir beyindeki nöronların saniyede yaklaşık 10 kez yükseleceğini, propofol altında ise bu frekansın saniyede bir veya daha azına düşeceğini söyleyen Brown’a göre, anestezi sırasında nöral aktivitede daha az görülen ani artışlar, aslında diğer herhangi bir zihinsel duruma göre daha koordineli çalışıyor. Ancak hiçbir sinyal, bir EEG’de anestezi kadar net ve ritmik değildir. Brown, bilinci bozan şeyin bu tekdüzelik olduğuna inanıyor.
Miller ve Brown, talamusun, uyanık olmanın getirdiği zengin kaosu yeniden canlandırmak için özellikle önemli olacağından şüpheleniyorlardı. Mevcut bir teori ise bilinç üretmek için bu küçük çıkıntının korteksin çeşitli ritimlerini senkronize ettiğini öne sürüyor. Talamus çalışmayı durdurursa, kortikal dalgalar uyumlu düşünceleri iletmek için ritimlerini eşleştiremez. Bu nedenle Miller, iletişimin bilinçteki en önemli şey olduğunu savunuyor.
Araştırmacılar, anestezinin talamustan gelen iletişimi düzleştirdiğini gözlemledikten sonra, o beyin bölgesini uyarmanın bilinçli aktivite belirtilerini geri getirip getirmeyeceğini görmek istediler. Önceki çalışmalar, derin beyin stimülasyonunun, travmatik beyin hasarı olan bir kişiye uzuv kontrolünün yanı sıra, yemek yeme yeteneğini de geri getirebileceğini göstermişti. Yine de bu yeni bir fikir olduğu için Miller, bunun uzak bir ihtimal olduğunu düşündüğünü belirtiyor.
Miller ve Brown’ın çalışmaları, EEG’yi kullanan anestezi uzmanlarının bilinçsiz insanlar için ilaç dozajlarını daha hassas bir şekilde kontrol etmelerine izin vererek anesteziyi daha güvenli hale getirebilir. Uzak gelecekte ise ameliyatlar sırasında veya ciddi beyin yaralanmaları ya da komadan sonra bilincin yerine getirmek için talamusun elektriksel uyarımını kullanmak mümkün olabilir. Miller, bu sonuçların nörobilimin büyük gizemlerinden birinin kilidini açmaya yardımcı olacağını umuyor.