Dzięki temu odkryciu anestezjolog będzie pewny, że pacjent utracił świadomość

Narkoza, czyli znieczulenie ogólne, to kontrolowany i odwracalny proces polegający na zniesieniu świadomości i odczuwania bólu, a także zwiotczeniu mięśni u pacjenta. Wywołuje i monitoruje go lekarz anestezjolog, podając odpowiednie leki. Chory przed rozpoczęciem operacji zapada w sen, niczego nie czuje i nie pamięta. Skąd jednak wiadomo, że znieczulenie już w pełni działa i skalpele mogą pójść w ruch? Eksperci mają szereg sposobów, by uzyskać taką pewność.

Anestezjolodzy badają reakcje fizjologiczne i odruchy, np. poprzez dotknięcie rzęs czy otwarcie oczu pacjenta, a także badając reakcje na dotyk i głos. Monitorowane są także parametry życiowe, które ulegają zmianie po podaniu leków, a także zwiotczenie mięśni i fale mózgowe (poprzez EEG). Te ostatnie dają najprawdopodobniej najmocniejszy dowód na utratę świadomości. Dzięki nowemu odkryciu można go jeszcze pewniej zidentyfikować.

Naukowcy z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju (Chiny) namierzyli konkretny wzorzec fal mózgowych, pojawiający się w momencie utraty przytomności w znieczuleniu ogólnym. Znajomość tej sygnatury może usprawnić pracę anestezjologów, umożliwiając im precyzyjne dawkowanie leków oraz uniknięcie powikłań wynikających ze zbyt głębokiego lub zbyt płytkiego uśpienia pacjenta.

Badanie, które opisano na łamach wpływowego "Cell Reports Medicine", objęło grupę 31 pacjentów przygotowujących się do operacji. Lekarze podali im dożylnie propofol, jeden z najpowszechniej stosowanych środków znieczulających. Wykonano badanie EEG (elektroencefalografię). Pacjentom umieszczono na głowie siatkę ze 128 elektrodami. Przy pomocy zaawansowanych metod matematycznych badacze monitorowali aktywność elektryczną neuronów w 9 kluczowych obszarach mózgu. Szczególną uwagę poświęcono komunikacji między korą ciemieniową, korą potyliczną i wzgórzem, które znajduje się głęboko w strukturach mózgu.

Analiza danych wykazała, że w stanie pełnej świadomości fale mózgowe w pasmie alfa są silnie zsynchronizowane między korą ciemieniową a wzgórzem oraz korą potyliczną. W momencie utraty przytomności ta harmonijna współpraca ulega gwałtownemu zaburzeniu. Okazuje się, że to właśnie desynchronizacja aktywności kory ciemieniowej z innymi obszarami mózgu jest najbardziej miarodajnym biomarkerem utraty świadomości.

"Znieczulenie propofolem zwiększa łączność funkcjonalną delta i theta oraz zmniejsza łączność alfa, beta i gamma. Model klasyfikacji i analiza dynamiczna utraty świadomości pokazują, że łączność w paśmie alfa między obszarami ciemieniowymi, potylicznymi i podkorowymi ma krytyczne znaczenie dla zachowania świadomości, a jej zakłócenie oznacza kluczowe przejście do stanu nieświadomości" - wyjaśniają autorzy badania.

Aby zweryfikować rolę tej sygnatury, autorzy przebadali przy pomocy EEG dodatkowych 46 pacjentów w stanie lekkiej sedacji po podaniu niskiej dawki propofolu. "Potwierdziło to, że zmniejszona łączność alfa związana z płatem ciemieniowym pełni rolę stabilnego markera obniżonej świadomości, niewrażliwy na subtelne fluktuacje, ale wrażliwy na przejście od świadomości do nieświadomości" - dodają chińscy neuronaukowcy.

Wyniki tego badania rzucają nowe światło na mechanizmy działania narkozy w mózgu. Sugerują one, że kora ciemieniowa może odgrywać w tym procesie ważniejszą rolę, niż wcześniej sądzono. Kwestionuje to dominujące teorie o kluczowym znaczeniu kory czołowej.

Choć to odkrycie może przyczynić się do rozwoju anestezjologii, to eksperci dostrzegają pewne ograniczenia tej metody przezczaszkowej. Może ona choćby niepoprawnie izolować sygnały z mniejszych struktur w głębi mózgu. "To wciąż dziedzina aktywnie się rozwijająca" - twierdzi Andrea Luppi, neuronaukowiec z University of Cambridge w Wielkiej Brytanii. Zdaniem eksperta wszczepienie elektrod głębiej w mózgu mogłoby pokonać te ograniczenia. Tego typu elektrody są już wykorzystywane w neurochirurgii.

Co dalej? Metoda izolowania sygnałów z głębokich struktur mózgu za pomocą elektrod zewnętrznych wciąż wymaga potwierdzenia bardziej precyzyjnymi badaniami wewnątrzczaszkowych. Ponadto konieczne jest sprawdzenie, czy podobny wzorzec pojawia się przy użyciu innych środków znieczulających. Wspomniane badanie wykorzystywało bowiem tylko jeden z wielu środków. Jego autorzy mają jednak nadzieję, że w przyszłości taki uproszczony system, składający się z zaledwie kilku elektrod umieszczonych na czole pacjenta, stanie się standardowym wyposażeniem sal operacyjnych na całym świecie.

Źródło: Yuqin Li, Xiaoxiao Chen, Hui Zheng et al. Neurophysiological connectomic signatures of consciousness during propofol-induced general anesthesia, Cell Reports Medicine (2026). DOI: 10.1016/j.xcrm.2025.102581