Stymulacja pewnych neuronów wybudza znieczulone myszy

Stymulacja specyficznej grupy neuronów dopaminergicznych wywołuje u myszy poddanych znieczuleniu ogólnemu objawy wybudzenia (stawanie na nogi i chodzenie), mimo kontynuacji podawania anestetyku - izofluranu.

Naukowcy z Massachusetts General Hospital (MGH) i MIT-u podkreślają, że ustalenia te mają znaczenie nie tylko dla odwracania nieprzytomności wywołanej znieczuleniem, ale i leczenia śpiączki czy przedawkowania opioidów.

Obecnie nie ma sposobu, by aktywnie wybudzić kogoś poddanego znieczuleniu ogólnemu. Zrozumienie mechanizmów sprzyjających wybudzeniu może pomóc w opracowaniu terapii chorób związanych z niską świadomością, np. pourazowego uszkodzenia mózgu - opowiada dr Norman Taylor. Odkrycie grupy neuronów, które potrafią dać tak silny efekt pobudzający, zmienia sposób, w jaki myślimy o wychodzeniu ze znieczulenia i prawdopodobnie śpiączki.

Wcześniejsze prace dr. Kena Solta, współautora najnowszego studium, pokazały, że stymulanty takie jak amfetamina czy metylofenidat mogą odtworzyć świadomość u zwierząt, którym nadal podawane jest znieczulenie ogólne. W raporcie opublikowanym w sierpniu 2014 r. w piśmie Anesthesiology ujawniono zaś, że stymulacja pola brzusznego nakrywki (jądra limbicznego śródmózgowia), które wytwarza dopaminę, także wybudza znieczulone szczury.

Ponieważ zastosowana 2 lata temu stymulacja elektryczna może aktywować wszystkie przyległe neurony, w obecnym badaniu posłużono się bardziej wysublimowaną techniką - optogenetyką. W ten sposób za pomocą światła aktywowano wyłącznie dopaminergiczne neurony pola brzusznego nakrywki (ang. ventral tegmental area, VTA).

Okazało się, że wszystkie myszy z neuronami z genem kodującym światłoczułe białko z rodziny opsyn przejawiały symptomy wybudzenia - poruszanie się, stawanie i chodzenie - w reakcji na pulsy światła niekierowane na VTA. Działo się tak, mimo że zwierzętom nadal podawano izofluran. Pobudzenie w odpowiedzi na światło nie występowało, gdy gryzoniom aplikowano czynnik blokujący sygnalizację receptora D1. Wg Amerykanów, oznacza to, że to sygnalizacja dopaminowa odpowiada za przeciwdziałanie skutkom znieczulenia.

EEG wykonywane w czasie optogenetycznej stymulacji VTA ujawniło wzorce podobne, ale nie identyczne jak u nieznieczulonych zwierząt.

Jednym z zaobserwowanych skutków stymulacji neuronów dopaminergicznych był wzrost częstości oddechu, co może mieć znaczenie dla leczenia sedacyjnych skutków różnych leków, np. opioidów [...] - podsumowuje Taylor.

znieczulenie ogólne wybudzanie świadomość pole brzuszne nakrywki neurony dopaminergiczne Norman Taylor Ken Solt