štúdium vedomia bez toho, aby to ovplyvnilo

Zhrnutie: Výskumníci našli spôsob, ako posúdiť vedomie bez vonkajšej stimulácie pomocou málo používaného prístupu, keď dobrovoľníci stláčajú senzor sily rukou pri nádychu a uvoľňujú ho pri výdychu, čo vedie k presnejším a citlivejším meraniam, ktoré by mohli pomôcť zlepšiť liečbu. Na zvrátenie nespavosti a kómy.

Zdroj: Picowerov inštitút pre učenie a pamäť

Štúdium vedomia často naráža na spoločný hlavolam vedy – je ťažké zmerať systém bez toho, aby to neovplyvnilo samotný systém. Výskumníci, ktorí hodnotia vedomie, napríklad dobrovoľníci podstupujúci anestéziu, zvyčajne používajú hovorené príkazy, aby zistili, či subjekty môžu stále reagovať, ale tento zvuk ich môže udržať v bdelom stave dlhšie alebo ich zobudiť skôr ako zvyčajne.

Nová štúdia nielenže potvrdzuje metódu hodnotenia vedomia bez vonkajšej stimulácie, ale tiež zistila, že môže byť presnejšia.

„Chceme merať, kedy ľudia prechádzajú z vedomia do nevedomia a naopak, ale akonáhle niekomu poviete, aby niečo urobil, čo je klasický spôsob merania, teraz ste ho ovplyvnili.“ a narušili tento proces, povedal Christian Gue, hlavný autor štúdie v British Journal of Anesthesia. Guay je výskumným pracovníkom vo Výskumnom laboratóriu štatistiky neurovedy v Picowerovom inštitúte pre učenie a pamäť na MIT a anesteziológ a odborník na kritickú starostlivosť v Massachusetts General Hospital (MGH).

„Myslíme si, že prechody vedomého stavu sú zaujímavé, pretože sú v mozgu veľmi dynamické, ale nervové mechanizmy sprostredkujúce tieto prechody nie sú úplne pochopené, rovnako ako to, ako hodnotíme prechody.“

Okrem toho je Guay súčasťou spolupráce so spoluautormi a bývalými kolegami z Washingtonskej univerzity v St. Z tohto dôvodu potrebovali aj metódu hodnotenia vedomia, ktorá nevyžadovala zvuk, ktorý by mohol skresliť výsledky.

Preto sa tím obrátil na iný, menej používaný prístup, ktorý prvýkrát opísali v roku 2014 výskumníci spánku. Pred začatím infúzie dal pokyn 14 svojim dobrovoľníkom, aby pri každom nádychu rukou stlačili snímač sily a pri výdychu ho uvoľnili. Potom liek začal tiecť.

U subjektov sa usúdilo, že stratili reaktivitu, keď prestali vykonávať „úlohu stláčania dychu“ a že reaktivitu znovu získali, keď sa obnovili po prerušení dávkovania. Dôležité je, že po počiatočnej inštrukcii neprebiehala žiadna vonkajšia stimulácia zo strany výskumníkov. Práca bola vnútorne motivovaná.

Po celú dobu vedci zaznamenávali mozgové rytmy subjektov pomocou 64 elektród umiestnených okolo pokožky hlavy. Pozorovali výpovedné vzorce účinkov dexmedetomidínu – napríklad pokles výkonu „alfa“ rytmu ~10 Hz v okcipitálnej oblasti, po ktorom nasledoval nárast výkonu oveľa pomalších „delta“ vĺn, keď ľudia stratili schopnosť reagovať a znova, keď sa prebudili. Stal sa opak. Vyššie.

Kvôli ich prístupu nevideli artefakty sluchovej stimulácie, ktoré by narušili vzorce v predchádzajúcej štúdii, ktorá používala zvuk na meranie vedomia u ľudí, ktorí dostávali rovnaké anestetikum.

Okrem toho odhad koncentrácie liečiva v mozgu v dvoch štúdiách ukázal, že metóda stláčania dychu detekovala stratu odozvy pri nízkych koncentráciách liečiva v porovnaní s metódou zvukovej stimulácie, čo naznačuje, že je citlivejšia.

„Tento prístup k hodnoteniu poškodenia a obnovy vedomia odstraňuje dôležité zmätky tradičnej externej stimulácie,“ povedal spoluautor štúdie Emery Ann Brown, Edward Hood Taplin, profesor lekárskeho inžinierstva a výpočtovej neurovedy v The Pickover Institute. na MIT, ako aj anestéziológ v MGH a Warren M. Zapol prof. „Tešíme sa na aplikáciu tejto techniky v našich štúdiách iných anestetík.“

Na MIT a MGH vedie Brown novú iniciatívu Brain Arousal State Control Innovation Center (BASCIC), ktorej cieľom je lepšie integrovať anestéziológiu a výskum do neurovedy mozgového systému vzrušenia tak, aby sa navzájom informovali. Môže robiť a zlepšovať a vytvoriť. Nové klinické inovácie.

Guay, ktorý je členom tohto úsilia, poznamenáva, že keď výskumníci lepšie pochopia prechod z vedomia do bezvedomia, môžu pomôcť lepšie liečiť nespavosť a ak dokážu lepšie modelovať proces prebúdzania. zlepšiť svoje šance. Obrátená kóma. Kľúčom k tomuto úsiliu je zlepšenie metód hodnotenia prechodov vedomia.

Okrem Guaya a Browna, ktorý je členom fakulty na oddelení mozgových a kognitívnych vied MIT a Ústavu lekárskeho inžinierstva a vedy, sú ďalšími autormi štúdie Darren Haight, Gurang Gupta, Mohammadmehdi Kafshan, Anthi Luong, Michael Avidan a Ben Julian. Palka.

Grant: Financovanie štúdie pochádzalo z McDonnell Center for Systems Neuroscience na University of Washington. Brownovo laboratórium MIT je čiastočne podporované nadáciou JPB Foundation.

skúmať správy o tomto vedomí

autor: David Orenstein
Zdroj: Picover Inštitút učenia a pamäti
kontakt: David Orenstein – Picowerov inštitút učenia a pamäti
obrázok: Obrazové zásluhy Christiana Guaya

Základný výskum: uzavretý prístup
,Dýchanie-stláčanie: Farmakodynamika paradigmy správania bez stimulov na sledovanie stavov vedomia počas sedácie“ od Christiana Guaya a kol. britský časopis o anestézii

abstraktné

Dýchanie-stláčanie: Farmakodynamika paradigmy správania bez stimulov na sledovanie stavov vedomia počas sedácie

pozadie

Stavy vedomia sa zvyčajne odvodzujú prostredníctvom sluchových úloh a reakcií na škodlivé podnety. Uvádzame použitie vzoru správania bez stimulov na sledovanie zmien stavu v reakcii počas sedácie dexmedetomidínom. Predpokladali sme, že odhadované koncentrácie dexmedetomidínu v mieste účinku (CE) by boli vyššie pri strate schopnosti reagovať (LOR) ako pri návrate schopnosti reagovať (ROR) a obe by boli nižšie ako porovnateľné štúdie, ktoré používali hodnotenia založené na stimuloch.

metódy

Akustická stimulácia s uzavretou slučkou počas sedácie sa analyzovala s údajmi dexmedetomidínu na sekundárnu analýzu. Štrnásť zdravých dobrovoľníkov bolo požiadaných, aby vykonali akt stláčania dychu držaním dynamometra počas inšpirácie a jeho uvoľnením, keď skončili. LOR bol definovaný ako päť inšpirácií bez stláčania; ROR bol definovaný ako návrat piatich inšpirácií stlačením. Stavy mozgu boli monitorované pomocou 64-kanálového EEG. Dexmedetomidín sa podával ako cieľovo kontrolovaná infúzia, pričom CE bola odhadnutá z farmakokinetického modelu.

Výsledok

Na rozdiel od našej hypotézy odhadovaný dexmedetomidín CE LOR (0,92 ng ml^-1, 95 % interval spoľahlivosti: 0,69–1,15) v porovnaní s ROR (1,43 ng ml )^-1, 95 % interval spoľahlivosti: 1,27–1,58) (párované Čaj-Vyšetrenie; P= 0,002). LOR bol charakterizovaný progresívnym zvyšovaním výkonu fronto-okcipitálneho EEG v pásme 0, 5–8 Hz a stratou výkonu okcipitálneho alfa (8–12 Hz) a globálneho beta (16–30 Hz). Tieto zmeny EEG sa vrátili do RoR.

záver

Úloha stláčania dychu môže efektívne sledovať zmeny v reakcii počas sedácie bez vonkajších stimulov a môže byť citlivejšia na zmeny stavu ako úlohy založené na stimuloch. Toto by sa malo zvážiť, keď je porucha mozgových stavov nežiaduca.

registrácia klinického skúšania

NCT04206059.