La disminución de la actividad talámica es un correlato de estar dormido: un estudio investiga los mecanismos neurales de los anestésicos

En un estudio realizado en la Universidad de Turku, Finlandia, se investigaron los mecanismos neuronales de diferentes anestésicos utilizando imágenes cerebrales funcionales. La desconexión del mundo externo y los eventos («dormir») se relacionó específicamente con una actividad reducida en los núcleos talámicos centrales en sujetos que recibieron propofol, dexmedetomidina o sevoflurano, pero no en sujetos que recibieron S-ketamina.

Los mecanismos neurales de los anestésicos generales, que provocan cambios en la conciencia y la capacidad de respuesta, no se conocen por completo. Estudios previos han investigado principalmente las diferencias en la actividad cerebral entre la vigilia no medicada y el estado de insensibilidad inducido por la anestesia. Sin embargo, el desafío ha sido identificar los cambios en la actividad cerebral que están específicamente relacionados con los cambios en la conciencia y distinguirlos de los otros efectos de los anestésicos.

El estudio se llevó a cabo en Turku PET Center como un esfuerzo conjunto de dos grupos de investigación de la Universidad de Turku, Finlandia. El objetivo principal era averiguar qué cambios en la actividad metabólica del cerebro humano están relacionados con la incapacidad para experimentar y reaccionar ante estímulos externos, es decir, con el llamado estado desconectado. La obra está publicada en El Diario de la Neurociencia.

«El punto clave de nuestra investigación está relacionado con una configuración experimental novedosa. En colaboración con el profesor Michael Alkire de la Universidad de California, UCI, diseñamos un estudio que permitió correlacionar los cambios en la actividad cerebral con los cambios en el estado de conciencia», dice. Docent Harry Scheinin, el investigador principal del estudio.

Sujetos sanos fueron asignados al azar para recibir propofol, dexmedetomidina, sevoflurano, S-ketamina o un placebo, y la actividad metabólica cerebral se midió con imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET).

Las dosis de diferentes anestésicos se eligieron de modo que aproximadamente la mitad de los sujetos de cada grupo mantuvieran, y la otra mitad perdiera, su capacidad de respuesta. Todos los sujetos del mismo grupo de fármacos recibieron la misma dosis de anestésico, y al comparar las diferencias en la actividad cerebral entre los sujetos que respondieron y los que no respondieron, así como entre los fármacos y el placebo, los investigadores pudieron relacionar las diferencias observadas con mayor precisión. a la diferencia en el estado de conciencia. Para asegurar el estado de desconexión en los sujetos que no respondían, fueron entrevistados cuidadosamente inmediatamente después de despertarse.

«Al estudiar cuatro anestésicos con diferentes mecanismos de acción en una configuración experimental comparable, nuestro objetivo era encontrar posibles similitudes y diferencias en sus efectos cerebrales. Incluir el grupo de placebo nos permitió examinar también el efecto general de los anestésicos en el mismo experimento», dice. Investigador doctoral Oskari Kantonen, primer autor de la publicación.

El estado desconectado se relacionó específicamente con la actividad reducida de los núcleos talámicos centrales en sujetos que recibieron propofol, dexmedetomidina o sevoflurano (Figura 1, color azul). En cambio, los efectos generales de las drogas se observaron como cambios generalizados en la corteza cerebral (Figura 2). En particular, los hallazgos relacionados con el estado de conciencia fueron claramente más limitados. A diferencia de las otras drogas, la desconexión con S-ketamina parecía estar asociada con una mayor actividad en la corteza parietal izquierda (Figura 1, color naranja).

Aunque la actividad reducida del tálamo ya se ha relacionado previamente con los efectos de la mayoría de los anestésicos, no ha quedado claro si la reducción está específicamente relacionada con un cambio en el estado de conciencia o con otros efectos de los anestésicos. Según los hallazgos del presente estudio, la actividad reducida del tálamo parece jugar un papel clave en el mantenimiento del estado desconectado durante la anestesia cuando se utiliza propofol, dexmedetomidina o sevoflurano.

«Se sabe que la S-ketamina es un anestésico muy diferente, pero un nuevo hallazgo interesante fue que sus efectos de actividad cerebral regional relacionados con el estado de conciencia también difieren claramente de otros anestésicos», agrega el Dr. Kantonen.

El estudio es una continuación del trabajo publicado en 2020, en el que se aplicó un diseño experimental diferente.