Исследования сознания часто сталкиваются с общей загадкой науки: трудно измерить систему, не влияя на нее. Исследователи, оценивающие сознание, например, когда добровольцы получают анестезию, обычно используют голосовые команды, чтобы увидеть, могут ли субъекты все еще реагировать, но этот звук может не дать им уснуть дольше или разбудить их раньше, чем обычно. Новое исследование не только подтверждает способ оценки сознания без внешней стимуляции, но также обнаруживает, что он может быть более точным.
«Мы хотим измерять, когда люди совершают переход от сознательного к бессознательному и наоборот, но как только вы просите кого-то что-то сделать, что является классическим способом оценки, вы теперь влияете на них и нарушаете процесс. — сказал Кристиан Гуай, ведущий автор исследования в British Journal of Anesthesia.
Гуай является научным сотрудником в Исследовательской лаборатории статистики неврологии в Институте обучения и памяти Пикауэра в Массачусетском технологическом институте, а также анестезиологом и научным сотрудником в Массачусетской больнице общего профиля (MGH). «Мы думаем, что переходы в сознательные состояния интересны, потому что они очень динамичны в мозгу, но нейронные механизмы, опосредующие эти переходы, до конца не изучены, отчасти из-за того, как мы оцениваем переходы».
Кроме того, Гуай является частью сотрудничества с соавторами и бывшими коллегами из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, чтобы проверить, может ли метод акустической стимуляции с замкнутым контуром усилить эффекты седации, опосредованной дексмедетомидином. По этой же причине им нужен был метод оценки сознания, не требующий звуков, которые могли бы исказить результаты.
Поэтому команда нашла другой, малоиспользуемый подход, впервые описанный в 2014 году исследователями сна. Перед началом инфузии они проинструктировали своих 14 добровольцев сжимать датчик силы рукой при каждом вдохе и отпускать его при выдохе.
Потом наркотик начал течь. Когда испытуемые прекращали выполнение задачи «вдох-сжатие», считалось, что они потеряли реакцию, а когда они возобновляли ее после снижения дозировки, считалось, что реакция восстановилась. Важно отметить, что после начального инструктажа у исследователей не было постоянной внешней стимуляции. Задача была внутренне подсказана.
Все это время исследователи записывали ритмы мозга испытуемых, используя 64 электрода вокруг головы. Они наблюдали контрольные закономерности эффектов дексмедетомидина — например, снижение мощности «альфа»-ритма ~ 10 Гц в затылочной области с последующим увеличением мощности гораздо более медленных «дельта-волн», когда люди теряли чувствительность, а затем изменение этого значения после пробуждения. вверх.
Благодаря своему подходу они не увидели артефактов слуховой стимуляции, которые нарушали эти паттерны в предыдущем исследовании , в котором звук использовался для измерения сознания у людей, получавших тот же анестетик. Более того, оценки концентрации препарата в головном мозге во время двух исследований показывают, что метод дыхания-сжимания выявил потерю чувствительности при более низких концентрациях препарата, чем метод звуковой стимуляции, предполагая, что он более чувствителен.
«Этот подход к оценке потери и восстановления сознания устраняет значительную путаницу, связанную с обычным внешним раздражителем, который обычно используется», — сказал соавтор исследования Эмери Н. Браун, профессор медицинской инженерии и вычислительной неврологии Эдварда Худа Таплина в Институте Пикауэра. в Массачусетском технологическом институте, а также анестезиологом в MGH и профессором анестезии Уоррена М. Запола в Гарвардской медицинской школе. «Мы стремимся применить эту технику в наших исследованиях других анестетиков».
В Массачусетском технологическом институте и MGH Браун возглавляет новую инициативу, Инновационный центр управления состоянием возбуждения мозга (BASCIC), чтобы лучше объединить анестезиологию и нейробиологию систем возбуждения мозга, чтобы каждая из них могла информировать и улучшать друг друга, а также порождать новые клинические инновации.
Гуай, участник проекта, отмечает, что по мере того, как исследователи лучше понимают переход от сознания к бессознательному, они могут помочь лучше лечить бессонницу, и если они лучше поймут процесс пробуждения, они смогут улучшить шансы на выздоровление. обращения комы. Улучшение методов оценки переходов сознания является ключом к этим усилиям.
