Ученые раскрыли секрет общего наркоза

Исследователи из Массачусетского технологического института (США) выяснили, как общий наркоз погружает нас в бессознательное состояние. Учёным удалось увидеть, как меняется электрическая активность нейронов мозга в момент действия пропофола, используемого как снотворное, успокоительное и средство для погружения в общий наркоз. Про пропофол известно, что он активирует особые рецепторы нейронов, отчего активность нервных клеток падает. Но это в общих чертах, о подробностях действия препарата — как именно это сказывается на работе мозга — можно было только догадываться. 

В эксперименте приняли участие пациенты, которым предстояла операция по удалению из мозга электродов, регистрирующих эпилептические припадки. Благодаря тому, что у больных в коре мозга было несколько электродов, можно было оценить активность и взаимодействие нейронов, расположенных относительно далеко друг от друга. (Всего больным вживляли от 50 до 100 электродов, сгруппированных по разным областям коры.) Одни из них собирали данные от индивидуальных клеток, другие фиксировали общую электрическую активность мозга.

Как пишут исследователи в журнале PNAS, электроэнцефалографические электроды в момент потери сознания почти сразу же показывали смену активности мозга: начинали преобладать низкочастотные волны, с периодом в секунду. Такое замедление волн было следствием ритма индивидуальных нейронов, у которых несколько сотен миллисекунд активности сменялись таким же периодом покоя.

При этом активность нейронов в одной зоне сопровождалась молчанием в другой, так что в целом активность участков коры была рассогласованной: когда одни нейроны передавали сигнал, на другом конце провода не было никого, кто бы этот сигнал принял. Это, как полагают исследователи, и есть суть общего наркоза и потери сознания: зоны коры перестают работать в команде, и информация не складывается в общую картину. Разные куски данных, которые поступают в мозг, оказываются заперты в отдельных нейронных блоках. Сознание буквально распадается на много маленьких фрагментов и возвращается лишь тогда, когда нейроны снова начинают слышать друг друга и отвечать на сигналы.

Ранее уже высказывались предположения, что утрата сознания связана вот с такой информационной фрагментированностью, но до сих пор не было прямых экспериментальных данных, которые эту гипотезу подтверждали бы. Однако нельзя не упомянуть и о некоторой двусмысленности полученных результатов: можно сказать, что информационная дезорганизация служит причиной бессознательного состояния, но ведь может быть и наоборот: разноголосица нейронов есть результат утраты сознания. Так что где тут причина, а где следствие, учёным ещё предстоит выяснить.