С середины XIX века врачи во время хирургических операций используют медикаментозный общий наркоз. Но, несмотря на столь длительный опыт его применения, до сих пор остается вопрос, что при этом происходит в мозге человека. Недостаточная изученность механизмов воздействия и, хотя и редкие, но имеющиеся побочные эффекты, приводят к тому, что у многих пациентов необходимость подвергнуться общему наркозу вызывает страх, связанный с возможностью проснуться во время операции, застряв между сознанием и его отсутствием, когда сохраняется обездвиженность, но возвращается чувствительность и способность мыслить. Хотя случаи, в которых пациенты приходят в сознание во время операции, составляют лишь один на 10 000 операций, они создают определенное отношение к общему наркозу в обществе.
Анестезиологи Массачусетского госпиталя описывают результаты исследования, в которых они «выявили специфическую мозговую активность, являющуюся своего рода подписью, позволяющей анестезиологам без ошибок определять, если пациент выходит из анестезии слишком рано, и скорректировать дозу наркотического препарата».
Доктор Патрик Пурдон с коллегами провел исследования мозговой активности у здоровых испытуемых-добровольцев, согласившихся подвергнуться воздействию анестетика - пропофола, одного из наиболее часто используемых при современных операциях, и потерять сознание на два часа. При этом на протяжении всего времени эксперимента у них регистрировалась мозговая активность – электроэнцефалограмма (ЭЭГ). В итоге ученые получили образцы ЭЭГ, свойственные погружению в наркоз, разным стадиям его глубины и возвращению в ясное сознание. Выбор метода определен тем, что в настоящее время анестезиологи в своей работе опираются главным образом на мониторинговую систему, использующую электроэнцефалограмму.
Электроэнцефалограмма – это абсолютно неинвазивный и безвредный метод регистрации биоэлектрической активности головного мозга. Во время процедуры на голову накладываются электроды, которые крепятся специальным гелем, обеспечивающим лучшую проводимость сигнала. Регистрируемый таким образом сигнал за счет современных цифровых методов многократно усиливается, и на выходе исследователь видит на мониторе «кривую», в которой присутствуют колебания разных частот – от 0,1 до 70 Гц.
При закрытых глазах в норме в ЭЭГ доминирующим является альфа-ритм частотой 8-12 Гц, причем выражен он лучше всего на затылочной области, отмечается градиент его падения к другим зонам. При открывании глаз в большей степени присутствует бета-ритм, частотой 12-30 Гц, наблюдаемый во всех областях коры. Во время сна можно регистрировать медленные волны от 0,1 до 8 Гц.
Соотношение ритмов, различные доминирующие частоты каждого из них, а также разное распределение ритмов по скальпу и изменения амплитудного градиента являются специфичными для бодрствования, сна и разных измененных или патологических состояний сознания. Именно поэтому использование ЭЭГ помогает врачам и исследователям судить о текущем функциональном состоянии человека, оценивать воздействие на мозг некоторых препаратов и корректировать лечение.
Говоря о результатах исследований, Пурдон подчеркивает, что определение, находится ли пациент в самом деле под наркозом или же начинает просыпаться, к настоящему времени - решенная проблема.
К исследованию были привлечены здоровые добровольцы, которым на голову накладывались 64 электрода для регистрации ЭЭГ. Контроль наличия сознания у испытуемых осуществлялся путем оценки их способности воспринимать разные звуки. Для этого на протяжении всего исследования каждые четыре секунды человек слышал какой-то простой тон или свое собственное имя. После того, как прозвучало его имя, испытуемый должен был нажать на кнопку, показывая тем самым, что он не только слышит, но и понимает происходящее, может оценивать услышанное и адекватно на него отреагировать.
Как только испытуемые начинали терять сознание, исследователи отмечали пропуски в нажатии ими на кнопку, и одновременно на ЭЭГ начинали регистрироваться отчетливые специфические мозговые паттерны. На границе между сознанием и его отсутствием, у испытуемых в лобной области регистрировался альфа-ритм частотой 10-11 Гц и медленноволновая дельта-активность частотой 0,1 – 1 Гц.
По мере углубления наркоза амплитуда альфа и дельта волн возрастала, и наблюдалось их постоянное чередование: как только высокоамплитудная альфа-активность достигала своего максимума в лобной области, она тут же сменялась высокоамплитудными медленными дельта-волнами.
В своих выводах исследователи полагают, что возникающая таким образом во время наркоза перераспределенная на лобные отделы альфа-активность и выраженные медленные волны отражают разрушенные функциональные связи между разными областями мозга. В норме информация об окружающем мире прежде, чем дойти до коры мозга, где происходит ее окончательный анализ, проходит через несколько мозговых структур, одной из который является таламус. Обмен информацией между структурами мозга отражен в наличии в ЭЭГ колебаний достаточно широкого диапазона частот. Возникшие же при наркозе однотипные колебания определенного спектра, по всей видимости, отражают ограниченное количество информации, приходящей в кору из таламуса. Таким образом, при наркозе не происходит пропуска сенсорной информации к коре или же не происходит ее осознания мозгом за счет нарушенной координации между разными отделами коры полушарий мозга.
После того, как исследователи начинали медленно уменьшать дозу пропофола, начиналось пробуждение испытуемых: на ЭЭГ исчезали характерные для наркоза особенности, и отмечалось восстановление мозговой активности, свойственной бодрствованию. За несколько минут перед тем, как сознание возвращалось, отмечался очень сильный всплеск высокоамплитудного альфа-ритма, тогда как дельта-волны практически полностью исчезали.
На основании своих результатов доктором Пурдоном с коллегами были разработаны критерии пропофол-зависимого бессознательного состояния во время медикаментозного наркоза. Использование этих данных в повседневной клинической практике может помочь врачам безошибочно отслеживать состояние пациентов, тем самым еще более снижая риск их пробуждения во время операции.
