Как человеческий мозг перезагружается после глубокого сна, вызванного анестезией

Возможно, вам приходилось часами гадать, чем занят ваш ноутбук, пока он не спешит загружаться. Ученые задали тот же вопрос человеческому мозгу: как именно он перезагружается после анестезии, комы или глубокого сна?

Используя группу из 30 здоровых взрослых людей, которых анестезировали в течение трех часов, и группу из 30 здоровых взрослых людей, которых не анестезировали, в качестве контрольной меры, исследование 2021 года раскрывает некоторые аспекты того, как мозг возвращает себя в сознание.

Оказалось, что мозг включается по одному участку за раз, а не все сразу - и абстрактные способности к решению проблем, которыми занимается префронтальная кора, являются теми функциями, которые возвращаются в сознание быстрее всего. Другие области мозга, включая те, которые управляют временем реакции и вниманием, требуют больше времени.

"Хотя поначалу это удивительно, с точки зрения эволюции вполне логично, что высшие познавательные способности должны восстанавливаться раньше", - говорит анестезиолог Макс Кельц из Университета Пенсильвании.

"Если, например, кто-то просыпается от угрозы, то такие структуры, как префронтальная кора, важны для классификации ситуации и выработки плана действий".

Для измерения происходящего в мозге использовались различные методы, включая сканирование электроэнцефалографии (ЭЭГ) и когнитивные тесты до и после погружения под воду. Эти тесты измеряли скорость реакции, память и другие навыки.

Анализируя показания ЭЭГ, исследователи отметили, что лобные области мозга, где расположены такие функции, как решение проблем, память и двигательный контроль, стали особенно активны по мере восстановления мозга.

Сравнение с контрольной группой показало, что тем, кто был под наркозом, потребовалось около трех часов для полного восстановления.

Команда также проследила за тем, как участники группы соблюдали режим сна в течение нескольких дней после эксперимента. Оказалось, что опыт не оказал негативного влияния на режим сна у тех, кто был под наркозом.

"Это говорит о том, что мозг здорового человека устойчив даже при длительном воздействии глубокого наркоза", - сказал анестезиолог Майкл Авидан из Вашингтонского университета.

"С клинической точки зрения это означает, что некоторые нарушения познания, которые мы часто наблюдаем в течение нескольких дней или даже недель во время восстановления после анестезии и операции - например, делирий - могут быть связаны с другими факторами, нежели длительное воздействие анестезирующих препаратов на мозг".

Многие хирургические процедуры были бы просто невозможны без анестезии - эффективного и контролируемого способа отключения сознания в мозге, что может произойти непроизвольно в случае комы.

Несмотря на их широкое применение, мы не очень хорошо понимаем, как работают анестетики, даже если мы выяснили, как их безопасно использовать. Существует множество идей о том, как мозг справляется с этими препаратами, но конкретных доказательств пока нет.

Последние результаты могут не только помочь в лечении и уходе за пациентами - например, после крупных операций с применением анестезии, - но и дать ученым лучшее понимание мозга и того, как он реагирует на нарушения.

"То, как мозг восстанавливается после бессознательного состояния, важно с клинической точки зрения, но также дает нам представление о нейронной основе самого сознания", - сказал анестезиолог Джордж Машур из Мичиганского университета.

Исследование было опубликовано в журнале eLife.