04.01.2022      78      0
 

Стимуляция таламуса пробудила макак от наркоза

Американские и израильские ученые обнаружили, что при глубокой электростимуляции таламуса с частотой в 50 герц…


Американские и израильские ученые обнаружили, что при глубокой электростимуляции таламуса с частотой в 50 герц макаки приходят в сознание при общей анестезии: начинают двигаться, реагировать на свет, а также меняются их физиологические показатели вроде сердечного ритма и дыхания. Статья опубликована в журнале Neuron.

В общем понимании сознание — это способность организма реагировать на внешние стимулы и достоверно оценивать собственное состояние. Сознание включает в себя множество различных аспектов, а вовлечена в него работа всех сенсорных систем и отвечающих за них мозговых структур. При этом нейронные корреляты, отвечающие за каждую из частей сознания, разумеется, связаны между собой, но отследить все связи столь сложной системы довольно тяжело: за сознание отвечают не только кортикальные, но и более глубокие структуры — например, таламус. Кроме того, активность вовлеченных структур во многом зависит от уровня сознания человека: в бодрствующем он состоянии, спит, или находится, например, под общей анестезией.

Наиболее явный кандидат на роль «командного центра» сознания в головном мозге — это таламус, так как он, с одной стороны, сам играет большую роль в регуляции сознания, а с другой — руководит и работой вовлеченных структур коры. Проблема в том, что таламус — это часть промежуточного мозга, самых глубоких его частей, поэтому изучить его активность с помощью традиционных неизвазивных методов нейровизуализации на людях довольно трудно.

Мишель Рединбо (Michelle Redinbaugh) из Висконсинского университета в Мэдисоне и ее коллеги решили провести исследование участия таламуса в работе сознания на макаках. Для этого они имплантировали микроэлектроды в передний зрительный отдел и боковую внутритеменную зону правого полушария — отделы, вовлеченные в работу зрительной системы: их активность меняется, например, во время глубокой фазы сна. Кроме того, микроэлектроды также подключили к центральной части латерального ядра таламуса.

После имплантации электродов активность мозга макак изучили в трех условиях: во время бодрствования, глубокого сна и медикаментозной анестезии. То, находится ли макака в сознании, ученые проверяли по поведенческим реакциям: движениям глаз, моторным откликам, вокализации и так далее.

При стимуляции таламуса во время анестезии макаки показали все признаки бодрствования: они открыли глаза, начали двигать конечностями, реагировали на свет, а также изменилось их дыхание и сердечный ритм. Интересно, что стимуляция пробуждала макак от анестезии независимо от препарата, который использовался (изофлуран или пропофол), и дня проведения эксперимента. При этом сам эффект зависел от частоты посылаемых в электроды сигналов: в сознание макаки приходили только при стимуляции в 50 герц.

Далее ученые изучили активность 845 отдельных нейронов в изучаемых областях мозга макак в трех состояниях: бодрствующем, спящем и при общей анестезии. Оказалось, что частота спайков (колебаний потенциала при возбуждении нейрона) нейронов таламуса значительно (p < 0,0001) ниже в состоянии сна и при анестезии (также независимо от используемого препарата). То же самое наблюдалось и в изученных глубоких кортикальных структурах: это означает, что таламус в действительности связан с корой общими нейронными путями, отвечающими за состояние сознания. При этом стимуляция самой коры макак в сознание не привела, что может означать, что у таламуса в регуляции сознания главенствующая роль.

По словам авторов работы, самое эффективное применение их результатов — изучение заболеваний центральной нервной системы, связанных с различными аспектами сознания. К примеру, стимуляция таламуса с помощью инвазивных микроэлектродов, как рассказала главный автор работы изданию Gizmodo, сможет помочь пациентам выйти из коматозного состояния.

Предсказать, выйдет ли человек из комы, можно по уровню обмена веществ головного мозга: так, несколько лет назад ученые с помощью позитронно-эмиссионной томографии показали, что при уровне обмена веществ в 42 процента от нормального пациент придет в сознание с вероятностью в 88 процентов.

Елизавета Ивтушок

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Енот взобрался на мусоровоз и прокатился на нём

Енот взобрался на мусоровоз и прокатился на нём

Семейство из Лондондерри (Нью-Гэмпшир, США) глазам своим не поверило, когда увидело енота-экстремала. ...

Женщина прыгнула в снег, но не провалилась, а получила болезненный удар по лицу

Женщина прыгнула в снег, но не провалилась, а получила болезненный удар по лицу

Жительница Сомерсета (Англия) рассказала, что редко видит обильные снегопады и толстые снежные покровы. ...

Сиденье детского туалета, надетое мальчиком на шею, пришлось снимать пожарным

Сиденье детского туалета, надетое мальчиком на шею, пришлось снимать пожарным

Маленький Эдвард Джонсон убедился, что сиденье детского туалета — это не игрушка и уж тем более не модный...

Напиши мне