La anestesia no solo apaga el cerebro, también cambia sus ritmos

Científicos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria, perteneciente al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han identificado en un nuevo estudio la manera en que la anestesia modifica y maneja los ritmos cerebrales. Una vez que toma el control del cerebro, la anestesia conduce estos ritmos y determina el inicio, la profundidad y la culminación del proceso de inconsciencia.

Los responsables del estudio explicaron en una nota de prensa que los ensayos en animales se centraron en la medición simultánea de ritmos neuronales y picos de actividad neuronal en cinco áreas del cerebro, revelando cómo la anestesia desemboca en la inconsciencia y gestiona todo este complejo proceso. La investigación, publicada en eLife, se centra en el uso de propofol como anestésico.

¿Cuál es el efecto concreto de la anestesia sobre el cerebro? Tradicionalmente se piensa que los anestésicos únicamente «duermen» o «apagan» al cerebro durante un tiempo determinado, por ejemplo el necesario para realizar una intervención quirúrgica sin que el paciente se exponga a los dolores relacionados. Sin embargo, la anestesia tiene en realidad un impacto mucho mayor sobre la dinámica cerebral.

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Interrumpiendo la comunicación

Una comunicación perfectamente coordinada entre la corteza cerebral y el tálamo hace posible, entre otras funciones conscientes, la cognición y la percepción. Pero esta comunicación se establece en un amplio rango de frecuencias, que habitualmente oscilan entre los 4 a 100 Hz. Para tener una idea del impacto de la anestesia, su aplicación reduce estos niveles a 1 Hz, ralentizando al extremo la comunicación entre el tálamo y las regiones corticales.

Con una dinámica de ritmos neuronales extremadamente lentos, la persona alcanza el estado de inconsciencia buscado con la anestesia. El principal hallazgo de los investigadores tiene que ver, precisamente, con esta «firma neuronal» de ritmos muy lentos en la corteza. Esta información puede convertirse en un modelo para medir con relativa facilidad las diferentes condiciones relacionadas con el ingreso y la salida del estado de inconsciencia.

Gracias al nuevo enfoque, los científicos y profesionales de la salud pueden advertir cuándo una persona ingresa en un estado de inconsciencia con posterioridad a la aplicación de la anestesia, la profundidad de ese estado y la rapidez con la que podría despertar. Todos estos datos son vitales para mejorar la seguridad de los pacientes en el marco de una intervención quirúrgica, evitando inconvenientes posteriores que pueden ser fatales.

El fenómeno de la consciencia

Pero, además de entender los efectos de la anestesia y poder monitorear una «firma neuronal» con electroencefalografía (EEG) durante una operación, la nueva investigación también brinda datos sobre cómo se produce la consciencia, un fenómeno que la ciencia aún no ha podido explicar en su totalidad.

Según Earl Miller, uno de los autores del estudio, «toda la corteza cerebral tiene que estar en sincronía para producir consciencia. Una especie de bucles que unen el tálamo y las regiones corticales permiten que la corteza se sincronice. La anestesia interrumpe el funcionamiento normal de esos bucles al colocarlos en un estado de inactividad prolongada», explicó.

Por último, los expertos destacaron que los efectos de la anestesia concluyen al estimular el tálamo con un pulso de corriente de alta frecuencia (alrededor de 180 Hz). La estimulación genera un estado cortical similar al de la vigilia, aumentando las tasas de picos de actividad neuronal y disminuyendo la potencia de baja frecuencia.

Referencia

Neural effects of propofol-induced unconsciousness and its reversal using thalamic stimulation. André M Bastos, Jacob A Donoghue, Scott L Brincat, Meredith Mahnke, Jorge Yanar, Josefina Correa, Ayan S Waite, Mikael Lundqvist, Jefferson Roy, Emery N Brown and Earl K Miller. eLife (2021).DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.60824