Что об общем функционировании нашего мозга говорит общая анестезия

Механизм действия общих анестетиков до сих пор не до конца понятен, но их изучение дает подсказки о природе сознания. «В 1797 году знаменитому британскому адмиралу Горацио Нельсону ампутировали правую руку. Операция спасла ему жизнь. Но, согласно легенде, единственным анестетиком, который ему предложили, был глоток рома». «На протяжении большей части истории человечества даже ампутацию конечностей проводили при полном бодрствовании пациентов». «Внедрение общей анестезии в 1846 году стало настоящей революцией. Внезапно появилась возможность временно отключить сознание любого человека в любое время и в любом месте. Нельсон мог бы перенести ампутацию и всё равно явиться на завтрак на следующий день». «Сегодня ежегодно под общей анестезией проводится более 350 миллионов хирургических вмешательств. Однако до сих пор не до конца ясно, как эти загадочные препараты погружают нас в бессознательное состояние». «Появляющиеся сейчас зацепки помогают учёным лучше понять основные механизмы работы мозга. Они даже указывают на само происхождение сознания. «Существует несколько категорий анестетиков. Некоторые из них действуют, непосредственно блокируя боль, в то время как другие вызывают сонливость и расслабление. Общие анестетики идут еще на шаг дальше. Эти препараты вызывают потерю сознания, в результате чего человек полностью теряет представление о том, что происходит вокруг него. «Существует множество анестетиков, способных вызвать состояние потери сознания. Они варьируются от, казалось бы, инертных газов, таких как ксенон — который редко используется в клинической практике, — до пропофола, наиболее широко применяемого в настоящее время общего анестетика». «Общие анестетики могут иметь химические структуры, значительно отличающиеся друг от друга». Однако во всех случаях общий эффект заключается в нарушении связи между нейронами головного мозга, что не позволяет им обмениваться сигналами друг с другом. «Магнитно-резонансная томография (МРТ) ясно показывает общее снижение мозговой активности». «Тем не менее, гораздо менее понятно, как именно это снижение активности приводит к потере сознания у пациента». Во-первых, до сих пор не ясно, требует ли состояние бессознательности, вызванное анестетиками, полного отключения всего мозга или же некоторые области мозга играют более важную роль, чем другие. « «Даже если весь мозг отключается, поскольку он настолько взаимосвязан, очень сложно выделить, что именно вызвало это глобальное отключение», — объясняет Ник Фрэнкс, профессор биофизики и анестезиологии в Имперском колледже Лондона. «» «Если посмотреть на снимки мозга, становится ясно, что есть определенные более чувствительные области, которые отключаются первыми, и это поднимает вопрос о том, не являются ли именно эти области причиной последующего общего отключения», — добавляет он. «Франкс указывает на таламус — структуру в форме яйца, расположенную в глубине мозга, которая выступает в качестве центра связи между различными областями мозга». Эта область, по-видимому, снижает свою активность раньше других, когда человеку вводят общий наркоз. Таламус играет ключевую роль, в том числе, в засыпании и поддержании сна. Означает ли это, что анестетики действуют, «захватывая» естественные мозговые цепи, отвечающие за сон? «Если ввести животному анестезию, а затем стимулировать очень конкретную область таламуса, его можно разбудить», — заявил Фрэнкс. И пояснил: «Исследования также показывают, что некоторых людей, находящихся в коме, можно разбудить с помощью стимуляции таламуса. Таким образом, эта область играет ключевую роль в состоянии бодрствования», «Однако требуются дополнительные исследования, чтобы определить, действительно ли это тот механизм, который здесь задействован». Другие учёные считают, что кора головного мозга — внешний, извилистый слой мозга — является основным «очагом сознания» и, следовательно, именно там анестетики оказывают своё наиболее значимое воздействие». Но в этом процессе задействованы и другие области. К ним относятся лобная и теменная доли. Первая расположена за лбом и участвует во многих когнитивных функциях высокого уровня, таких как критическое мышление». Второй расположен дальше назад и отвечает за обработку сенсорной информации, такой как осязание. «Однако появляются признаки того, что наш мозг может быть способен достигать промежуточного состояния сознания, которое не соответствует ни сну, ни бодрствованию». Для большинства людей общая анестезия означает полную потерю сознания и, следовательно, отсутствие каких-либо воспоминаний о том, что произошло. Но так бывает не всегда. «По оценкам, примерно один из 15 000 пациентов, перенесших операцию, может вспомнить отдельные моменты вмешательства после пробуждения — это явление известно как случайное пробуждение во время анестезии». Джайдип Пандит, консультант-анестезиолог Оксфордских университетских больниц, считает, что эти люди переживают «третье состояние» сознания, находящееся где-то между сном и бодрствованием или между сознанием и бессознательным состоянием». В ходе своих экспериментов Пандит вводил анестезию вместе с миорелаксантом, но использовал жгут, чтобы миорелаксант не парализовал предплечье. «Это позволяло пациентам, находящимся в бессознательном состоянии, двигать рукой, если они того желали. Он обнаружил, что треть пациентов была способна сжать пальцы исследователя по его команде, несмотря на то что они не проявляли признаков бодрствования и не испытывали боли во время операции. «По мнению Пандита, эти результаты указывают на существование третьего уровня сознания». Так называемая «сложная проблема» сознания по-прежнему остается одной из величайших неразгаданных загадок. Но изучение того, что меняется, когда мы теряем эту способность, помогает раскрыть некоторые из её секретов. «Хотя нормальный сон также сопровождается потерей сознания, общие анестетики позволяют отключить его в любой момент, что значительно облегчает его изучение». Возьмём, к примеру, уникальный характер наших сознательных переживаний. Принято считать, что сознательный опыт каждого человека или животного является полностью субъективным и уникальным». Андреа Луппи, нейробиолог из Кембриджского университета, исследовал, могут ли общие анестетики пролить свет на то, как работает это явление. Для этого он изучал мозг людей, находящихся под общей анестезией, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). «Эта технология позволяет регистрировать кровоток в головном мозге и наблюдать за воздействием этих препаратов». Луппи особенно заинтересовался так называемой «функциональной связностью» — показателем способности различных областей мозга взаимодействовать и координировать свою деятельность. «Обычно такая нейронная активность имеет настолько уникальный характер, что может служить своего рода «отпечатком пальца» для идентификации человека». Однако Луппи и его коллеги обнаружили, что под воздействием анестезии мозг отдельных людей становился менее «уникальным» и более похожим на мозг других людей. «Интересно, что мозг человека под воздействием анестезии также меньше отличался от мозга других приматов, что позволяет предположить, что области мозга, наиболее подверженные воздействию анестезии, — это те, которые появились относительно недавно с эволюционной точки зрения». Луппи считает, что одной из ключевых особенностей анестезии является то, что она препятствует взаимодействию между удаленными областями мозга. «В бодрствующем состоянии различные области могут взаимодействовать даже без прямой связи между собой». Однако это явление встречается крайне редко в мозге, находящемся под действием анестезии, где, по-видимому, взаимодействуют только те области, которые имеют прямые связи. «В бодрствующем состоянии поток сознания определяет последовательность мозговых паттернов, через которые мы проходим», — написал Луппи в комментарии, опубликованном в 2024 году. «Под действием анестезии, напротив, мозговая активность теряет эту направленность», — пояснил эксперт. Выводы Луппи согласуются с идеей о том, что сознание не возникает в результате активности какой-то конкретной области мозга. Скорее, оно является результатом работы сети: возникающим явлением, которое рождается из координации между различными центрами мозга. «Это похоже на то, как парализовать правительство, выведя из строя системы связи страны». Луппи также считает, что общие анестетики могут пролить свет на то, как психоделические вещества, такие как ЛСД или псилоцибин (так называемые «галлюциногенные грибы»), изменяют сознание. «В то время как анестетики снижают связь между различными областями мозга, психоделики, похоже, вызывают обратный эффект: они побуждают мозг открывать новые пути связи». Тем не менее, нам ещё предстоит многое узнать о том, где именно в человеческом мозге находится сознание. «Наши знания о сознании довольно поверхностны», — утверждает Борис Хейфец, доцент кафедры анестезиологии, периоперативной медицины и лечения боли Стэнфордского университета в Калифорнии. «Поэтому, если вы найдёте кого-то, кто сможет объяснить, как устроен опыт сознания, пожалуйста, дайте мне знать. Я с удовольствием поговорил бы с этим человеком», — заключил он.»