După aproape două secole de anestezie generală, mecanismele efectelor asupra creierului sunt încă studiate

În fiecare zi, anestezia generală permite efectuarea unor intervenții chirurgicale care ar fi imposibile fără suprimarea temporară a conștiinței. Deși aceste medicamente sunt utilizate în practica medicală de aproape două secole, mecanismele prin care produc această stare nu sunt încă pe deplin înțelese.

Un studiu publicat pe 29 septembrie 2026 în revista Nature Neuroscience aduce noi indicii despre felul în care anestezia modifică activitatea creierului. Analizând date provenite de la șase specii, de la oameni la nematode, cercetătorii au identificat schimbări ale activității neuronale care apar în mod similar, în ciuda diferențelor dintre specii și dintre medicamentele utilizate.

Rezultatele sugerează că pierderea reacțiilor la mediul înconjurător nu presupune oprirea completă a creierului. Mai degrabă, activitatea neuronală locală devine mai puțin sincronizată cu cea din alte regiuni, iar tiparele sale se desfășoară pe intervale de timp mai scurte.

Șase specii analizate, de la oameni la viermi

Echipa coordonată de neurocercetătorul Andrea Luppi a comparat activitatea neuronală în starea de veghe și sub anestezie generală la oameni, macaci, marmosete, șoareci, pești-zebră și nematode, un grup de viermi cilindrici.

Speciile incluse în analiză reprezintă ramuri evolutive separate de aproximativ 700 de milioane de ani de evoluție. Cercetătorii au urmărit să identifice schimbările care se repetă indiferent de specie, de medicamentul anestezic sau de metoda folosită pentru măsurarea activității neuronale.

„Concentrarea asupra efectelor care sunt în mod constant comune mai multor anestezice și specii ne permite să excludem confuziile fiziologice sau metodologice specifice oricărui medicament, specie sau modalitate de imagistică și, în schimb, să triangulăm asupra potențialelor fundamente neuronale ale ceea ce au în comun: defalcarea capacității de reacție la mediu”, au scris Andrea Luppi și colegii săi.

Pentru a compara datele provenite din sisteme nervoase atât de diferite, echipa a analizat peste 6.000 de caracteristici ale semnalelor neuronale, folosind metode de extragere și comparare a tiparelor din serii temporale.

Cum a fost măsurată activitatea neuronală

În cazul oamenilor, macacilor, marmosetelor și șoarecilor, cercetătorii au utilizat imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN funcțional). Această metodă estimează activitatea cerebrală indirect, prin modificările fluxului sanguin asociate activității neuronale.

Pentru peștii-zebră și nematode au fost utilizate tehnici diferite. Animalele au fost modificate genetic astfel încât activitatea neuronală să poată fi urmărită prin semnale fluorescente asociate modificărilor concentrației de calciu din celule.

Medicamentele administrate și protocoalele experimentale au variat în funcție de specie. Cu toate acestea, analiza a identificat caracteristici comune ale activității neuronale în timpul anesteziei.

Regiunile creierului își pierd o parte din sincronizare

Una dintre principalele constatări a fost reducerea sincronizării activității dintre diferite regiuni ale creierului. Sub anestezie, acestea continuau să prezinte activitate neuronală, dar semnalele lor erau mai puțin coordonate decât în starea de veghe.

Cercetătorii au observat și o scurtare a intervalelor de timp pe care se desfășoară tiparele activității neuronale. Cu alte cuvinte, semnalele își păstrau mai puțin timp influența asupra activității ulterioare, iar succesiunile caracteristice stării de veghe deveneau mai puțin stabile.

Aceste schimbări sugerează că anestezia afectează atât coordonarea spațială a activității cerebrale, cât și organizarea acesteia în timp. Comunicarea și integrarea informațiilor între circuitele neuronale pot fi astfel perturbate, fără ca activitatea locală a creierului să dispară complet.

Conștiința este perturbată prin fragmentarea activității cerebrale

George Mashour și Zirui Huang, anesteziști care nu au participat la studiul principal, au comentat rezultatele într-un articol publicat tot în Nature Neuroscience, în secțiunea News & Views.

Cei doi au descris rezultatele ca susținând existența unui mecanism comun prin care diferite anestezice perturbă conștiința: izolarea spațio-temporală a activității neuronale locale, prin care circuitele își pierd o parte din capacitatea de a susține și integra informații în spațiu și timp.

„În timpul anesteziei, conștiința este perturbată nu pentru că creierul se «oprește», ci mai degrabă pentru că activitatea sa devine fragmentată temporal și spațial”, au scris George Mashour și Zirui Huang.

Interpretarea lor este în concordanță cu rezultatele analizei comparative. Totuși, identificarea unor modificări neuronale comune nu înseamnă că mecanismul complet al conștiinței a fost elucidat. Studiul descrie tipare asociate anesteziei și pierderii capacității de reacție la mediu, fără să rezolve toate întrebările despre experiența conștientă.

Ce ne poate spune anestezia despre conștiința animalelor

Faptul că modificări similare au fost identificate la mamifere, pești și nematode ridică întrebări despre mecanismele biologice fundamentale implicate în starea de veghe și în pierderea capacității de a răspunde mediului.

Studiul nu demonstrează că toate speciile au forme de conștiință comparabile și nici că anestezia afectează identic toate organismele vii. Comparația se limitează la cele șase specii analizate și la caracteristicile neuronale măsurate în condițiile experimentale respective.

Rezultatele oferă însă un cadru comun pentru investigarea efectelor anestezicelor asupra creierului. Înțelegerea modului în care activitatea neuronală se modifică și revine spre tiparele stării de veghe poate contribui la cercetările viitoare despre conștiință și despre mecanismele prin care aceasta este suspendată temporar.