Για περισσότερο από ενάμιση αιώνα, η γενική αναισθησία αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα της σύγχρονης ιατρικής. Επιτρέπει πολύωρες και πολύπλοκες χειρουργικές επεμβάσεις, σώζει ζωές και χρησιμοποιείται καθημερινά σε εκατομμύρια ασθενείς σε όλο τον κόσμο.
Κι όμως, μέχρι σχετικά πρόσφατα, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να εξηγήσουν με ακρίβεια τι γίνεται μέσα στον εγκέφαλο ενός ανθρώπου τη στιγμή που χάνει τις αισθήσεις του.
Αυτό το επιστημονικό κενό ήταν που οδήγησε τον Emery N. Brown, σήμερα καθηγητή Αναισθησιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Harvard και στο Massachusetts General Hospital, να αφιερώσει μεγάλο μέρος της καριέρας του στην αποκρυπτογράφηση ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια της νευροεπιστήμης.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Πώς επιδρά η γενική αναισθησία
Όπως θυμάται, όταν ήταν ακόμη φοιτητής στην Ιατρική Σχολή του Harvard, άκουγε συχνά τους αναισθησιολόγους να περιγράφουν τη γενική αναισθησία ως έναν «βαθύ ύπνο». Η εξήγηση αυτή, όμως, δεν τον έπειθε.
«Οι αναισθησιολόγοι έμοιαζαν σχεδόν να απολαμβάνουν το γεγονός ότι μπορούσαν να πουν “το κάνουμε, αλλά δεν ξέρουμε ακριβώς πώς λειτουργεί”», έχει δηλώσει χαρακτηριστικά.
«Αν όμως δεν γνωρίζεις τον μηχανισμό, δεν μπορείς και να τον βελτιώσεις».
Η έρευνα του Brown άλλαξε ουσιαστικά τον τρόπο με τον οποίο η επιστήμη αντιλαμβάνεται τη γενική αναισθησία.
Χρησιμοποιώντας ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα (EEG) σε συνδυασμό με μαθηματικά μοντέλα που αναλύουν τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων, ο καθηγητής κατάφερε να δείξει ότι η κατάσταση στην οποία οδηγούν τα φάρμακα της αναισθησίας δεν μοιάζει καθόλου με φυσικό ύπνο. Αντίθετα, μοιάζει περισσότερο με κώμα.
Καθώς τα αναισθητικά φάρμακα εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και φτάνουν στον εγκέφαλο, οι ηλεκτρικές ταλαντώσεις των εγκεφαλικών κυμάτων αλλάζουν δραματικά. Τα κύματα αποκτούν πολύ μεγαλύτερο πλάτος, ενώ η συχνότητά τους μειώνεται σημαντικά. Ταυτόχρονα, οι νευρώνες επιβραδύνουν εντυπωσιακά τη δραστηριότητά τους και από περίπου 10 έως 12 εκφορτίσεις το δευτερόλεπτο πέφτουν σε μόλις 1 κάθε ένα ή δύο δευτερόλεπτα.
Αυτές οι έντονες, αργές ταλαντώσεις δεν αποτελούν φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου. Αντίθετα, διακόπτουν την επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών περιοχών, ουσιαστικά απομονώνοντας τα νευρωνικά δίκτυα μεταξύ τους.
Ο εγκέφαλος εξακολουθεί να παρουσιάζει ηλεκτρική δραστηριότητα, αλλά τα επιμέρους τμήματά του αδυνατούν να ανταλλάξουν πληροφορίες με τον φυσιολογικό τρόπο.
Αυτός είναι και ο βασικός μηχανισμός που οδηγεί στην απώλεια της συνείδησης.
Ειδικά η προποφόλη, ένα από τα συχνότερα χρησιμοποιούμενα ενδοφλέβια αναισθητικά, καθώς και τα εισπνεόμενα αναισθητικά που προέρχονται από τους αιθέρες, μεταβάλλουν τόσο δραστικά τη δυναμική των νευρωνικών κυκλωμάτων ώστε η φυσιολογική επικοινωνία μεταξύ των περιοχών του εγκεφάλου ουσιαστικά να σταματά.
Επειδή αυτή η αφύσικη κατάσταση μπορεί να διατηρείται για αρκετές ώρες κατά τη διάρκεια μιας επέμβασης, εξηγείται γιατί αρκετοί ασθενείς, ιδιαίτερα οι ηλικιωμένοι, παρουσιάζουν μετεγχειρητικές διαταραχές της γνωστικής λειτουργίας, όπως σύγχυση ή προσωρινή δυσκολία στη μνήμη και την προσοχή.
Η ομάδα του Brown απέδειξε επίσης ότι δεν προκαλούν όλα τα αναισθητικά φάρμακα την ίδια εικόνα στον εγκέφαλο. Κάθε διαφορετική κατηγορία φαρμάκων δημιουργεί χαρακτηριστικά πρότυπα στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, τα οποία μεταβάλλονται ανάλογα με τη δοσολογία, την ηλικία του ασθενούς αλλά και τη γενικότερη κατάσταση της υγείας του.
Ένα ακόμη σημαντικό εύρημα αφορά τις υψηλές δόσεις αναισθητικών. Σε αυτές τις περιπτώσεις φαίνεται ότι επηρεάζεται η ικανότητα των εγκεφαλικών κυττάρων να παράγουν ATP, δηλαδή το βασικό ενεργειακό «νόμισμα» κάθε κυττάρου.
Η μεταβολική αυτή επιβάρυνση αποτυπώνεται στο EEG με ένα χαρακτηριστικό μοτίβο που ονομάζεται burst suppression (καταστολή εκρήξεων), κατά το οποίο περίοδοι έντονης ηλεκτρικής δραστηριότητας εναλλάσσονται με μεγάλα διαστήματα σχεδόν πλήρους αδράνειας.
Τι έδειξε η έρευνα
Το συγκεκριμένο πρότυπο θεωρείται ως προειδοποιητικό σημάδι ότι ο μεταβολισμός του εγκεφάλου έχει επηρεαστεί σημαντικά. Οι ηλικιωμένοι ασθενείς είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι, καθώς μπορεί να εισέλθουν σε κατάσταση burst suppression ακόμη και με σχετικά μικρές δόσεις αναισθητικών. Εάν δεν λαμβάνει χώρα συνεχής παρακολούθηση με ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, η κατάσταση αυτή συχνά περνά απαρατήρητη, αυξάνοντας τον κίνδυνο υπερδοσολογίας.
Τα ευρήματα αυτά έχουν αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι αναισθησιολόγοι προσεγγίζουν πλέον τη χορήγηση γενικής αναισθησίας.
Η συνεχής παρακολούθηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας επιτρέπει πιο εξατομικευμένη προσαρμογή των δόσεων, μειώνοντας τους κινδύνους και προσφέροντας καλύτερη προστασία, ιδιαίτερα σε ηλικιωμένους ή ευάλωτους ασθενείς.
Η εργασία του Brown δεν έχει συμβάλει μόνο στη βελτίωση της αναισθησιολογίας, αλλά αποτελεί ένα νέο παράθυρο κατανόησης της ίδιας της ανθρώπινης συνείδησης.
Μελετώντας πώς τα αναισθητικά «αποσυνδέουν» τα εγκεφαλικά δίκτυα, οι επιστήμονες αποκτούν ολοένα και πιο σαφή εικόνα για τους μηχανισμούς που επιτρέπουν στον εγκέφαλο να έχει επίγνωση του εαυτού και του περιβάλλοντος.
*Με στοιχεία από το Harvard Medical School
