El complejo patrón de 'charla' entre diferentes áreas del cerebro de una persona mientras está despierto podría ayudar a los médicos a rastrear mejor e incluso predecir su respuesta a la anestesia general, e identificar mejor la cantidad de anestesia necesaria, según una nueva investigación dela universidad de Cambridge.
Actualmente, los pacientes que se someten a una cirugía reciben una dosis de anestesia basada en el llamado "modelo Marsh", que utiliza factores como el peso corporal de un individuo para predecir la cantidad de medicamento necesaria. A medida que los pacientes "se hunden",sus niveles de conciencia se controlan de forma relativamente cruda. Si todavía se los considera despiertos, simplemente se les administra más anestesia. Sin embargo, los anestésicos generales pueden conllevar riesgos, particularmente si un individuo tiene una afección de salud subyacente, como un trastorno cardíaco.
A medida que las áreas del cerebro se comunican entre sí, emiten señales reveladoras que pueden dar una indicación de cuán consciente es un individuo. Estas 'redes' de actividad cerebral se pueden medir usando un EEG electroencefalograma, que mideseñales eléctricas cuando las células cerebrales se comunican entre sí. Investigadores de Cambridge han demostrado previamente que estas firmas de red pueden incluso verse en algunas personas en estado vegetativo y pueden ayudar a los médicos a identificar a los pacientes que están conscientes a pesar de no poder comunicarse. Estos hallazgos se basan en avancesen la ciencia de las redes para enfrentar el desafío de comprender y medir la conciencia humana.
En un estudio publicado hoy en la revista de acceso abierto PLOS Biología Computacional financiado por Wellcome Trust, los investigadores estudiaron cómo estas señales cambiaron en voluntarios sanos cuando recibieron una infusión de propofol, un anestésico de uso común.
Veinte individuos 9 hombres, 11 mujeres recibieron una dosis cada vez mayor de propofol, todo hasta el mismo límite, mientras se sometían a una tarea que consistía en presionar un botón si escuchaban un 'ping' y un botón diferente siescuchó un 'pong'. Al mismo tiempo, los investigadores rastrearon la actividad de su red cerebral utilizando un EEG.
Para cuando los sujetos alcanzaron la dosis máxima, algunos individuos aún estaban despiertos y podían realizar la tarea, mientras que otros estaban inconscientes. Mientras los investigadores analizaban las lecturas del EEG, encontraron claras diferencias entre los que respondíananestésico y aquellos que continuaron con la tarea. Esta 'firma cerebral' fue evidente en la red de comunicaciones entre áreas cerebrales transportadas por ondas alfa oscilaciones de las células cerebrales en el rango de frecuencia de 7.5-12.5 Hz, el rango normalde actividad eléctrica del cerebro cuando está consciente y relajado.
De hecho, cuando los investigadores observaron las lecturas basales de EEG antes de administrar cualquier medicamento, ya vieron diferencias entre aquellos que luego sucumbirían al medicamento y aquellos que respondían menos a sus efectos. Dividiendo a los sujetos en dos grupos basadosEn sus lecturas de EEG, aquellos con mucha actividad de la red cerebral al inicio y aquellos con menos, los investigadores pudieron predecir quién respondería mejor al medicamento y quién sería menos.
Los investigadores también midieron los niveles de propofol en la sangre para ver si esto podría usarse como una medida de cuán consciente era un individuo. Aunque encontraron poca correlación con las lecturas de la onda alfa en general, sí encontraron una correlación con un específicoforma de actividad de la red cerebral conocida como acoplamiento delta-alfa. Esto puede proporcionar una medida útil y no invasiva del nivel de fármaco en la sangre.
"Una muy buena manera de predecir cómo una persona responde a nuestro anestésico es el estado de su actividad de la red cerebral al comienzo del procedimiento", dice el Dr. Srivas Chennu del Departamento de Neurociencias Clínicas de la Universidad de Cambridge. "la actividad de la red al comienzo, más anestesia es probable que necesiten someterlos ".
El Dr. Tristan Bekinschtein, autor principal del Departamento de Psicología, agrega: "Las máquinas de EEG son comunes en los hospitales y relativamente baratas. Con un poco de ingeniería y pruebas adicionales, esperamos que puedan adaptarse para ayudar a los médicos a optimizar la cantidad de medicamento que un individuonecesita recibir para quedar inconsciente sin aumentar su riesgo de complicaciones "
Srivas Chennu hablará en el Cambridge Science Festival el miércoles 16 de marzo. Durante el evento, "Cerebro, cuerpo y mente: nuevas direcciones en la neurociencia y la filosofía de la conciencia", examinará lo que significa ser consciente.
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