Jak do tej pory, niewiele było wiadomo na temat tego, jakie dokładnie procesy zachodzą w mózgu, gdy ten się budzi i zaczyna odzyskiwać funkcje poznawcze po utracie świadomości, na przykład w wyniku zastosowania znieczulenia ogólnego, czy też po głębokim śnie. To zagadnienie stało się przedmiotem badań dużego zespołu naukowców z kilku prestiżowych amerykańskich instytucji naukowych. Badacze wykorzystali znieczulenie ogólne jako stan odwracalnej utraty przytomności, aby prześledzić proces budzenia się i powrotu do pełnej sprawności umysłowej. Dzięki ich pracy być może uda się zrozumieć, jak to się dzieje, że czasami pacjenci po urazach mózgu lub po znieczuleniu ogólnym długo i z trudem wracają do pełni funkcji poznawczych.
- Przywrócenie funkcji neuropoznawczych po zaburzeniach sieci mózgowej, takich jak sen, znieczulenie ogólne lub zaburzenia świadomości, ma znaczenie zarówno naukowe, jak i kliniczne. Daje nam też wgląd w neuronalne podstawy samej świadomości - powiedział jeden z autorów badania, dr George Mashour z Uniwersytetu Michigan.
Na czym polegały badania?
Badacze prześledzili wzorce powrotu do świadomości i funkcji poznawczych u 30 zdrowych osób, które zgodziły się na trzygodzinne znieczulenie ogólne. Aktywność ich mózgów badano przy pomocy EKG przed znieczuleniem, podczas oraz po przebudzeniu. Ponadto wolontariuszy poddano serii testów poznawczych, mierzących szybkość reakcji, funkcje pamięci i inne, przed znieczuleniem oraz co 30 minut przez trzy godziny podczas wychodzenia z uśpienia. Jednocześnie takim samym testom poddano trzydziestoosobową grupę kontrolną, która nie była usypiana.
Jak mózg uruchamia się ponownie
Mózg po uśpieniu włącza się stopniowo. Badacze postawili hipotezę, że funkcje wykonawcze pojawią się na końcu procesu. Ku ich zaskoczeniu powróciły jako pierwsze. Funkcje wykonawcze mózgu (myślenie abstrakcyjne) to umiejętności poznawcze konieczne do kontrolowania i samoregulacji zachowania. Za to zadanie odpowiada kora przedczołowa. Dopiero później aktywizują się takie funkcje jak czas reakcji, uwaga i inne.
- Ma to sens z punktu widzenia ewolucji. Sen pozostawia ludzi w nieświadomości, zatem szybka ocena sytuacji i umiejętność podejmowania decyzji tuż po przebudzeniu, mogły być kluczem do przetrwania - uważają badacze.
Powrót zdolności myślenia miał wiele etapów i trwał w sumie około trzech godzin od głębokiego znieczulenia, ale aktywność kory przedczołowej była zauważalna na wykresie EKG jeszcze przed wybudzeniem się ze znieczulenia.
Znieczulenie nie wpłynęło negatywnie na wzorce snu u wolontariuszy, śledzone przez naukowców jeszcze przez kilka dni po eksperymencie. Anestezjolog Michael Avidan z Washington University uważa, że to dowód, iż zdrowy mózg jest bardzo odporny, nawet gdy jest narażony na głębokie znieczulenie. Niektóre z zaburzeń poznawczych, które obserwuje się po wybudzeniu pacjentów w szpitalach, takie jak np. majaczenia, mogą być zatem spowodowane innymi czynnikami niż leki usypiające - uważają autorzy badania.
Badanie zostało zrealizowane w ramach współpracy pomiędzy: James S. McDonnell Foundation, St. Louis, MO, National Institutes of Health (Bethesda, MD, USA) oraz University of Michigan, University of Pennsylvania i Washington University. Wyniki opublikowało czasopismo eLife.
Źródła: ScienceAlert.com, eLife
