Anestesia y conectividad funcional: un análisis de los cambios en fMRI

Fondo:

Un derivado de fenciclidina desarrollado por Parke-Davis representó un intento de imitar la anestesia de fenciclidina sin inducir las reacciones psicomiméticas graves de su compuesto original. Los informes iniciales fueron prometedores y recibieron un gran entusiasmo. En dosis altas, se descubrió que el fármaco proporciona una analgesia profunda al mismo tiempo que preserva los reflejos de las vías respiratorias. Indujo amnesia confiable, pero podría administrarse como una simple inyección. En ese momento se afirmó que este anestésico anunciaba una nueva fase en la historia de la anestesia. Hoy, más de 40 años desde que se introdujo el anestésico en Michigan, ha habido un resurgimiento del interés por este antiguo fármaco. Un número creciente de investigadores está estudiando los efectos de la anestesia en sujetos humanos. Actualmente existe un enorme interés en la anestesia como agente ahorrador de opioides, modelo para la esquizofrenia, antidepresivo y antagonista del N-metil D-aspartato (NMDA) en síndromes de dolor regional complejo.

La conectividad funcional es una medida de las oscilaciones de baja frecuencia (<0,08 Hz) que son inherentes al tejido cerebral en reposo. Estas oscilaciones se miden en fMRI y parecen estar sincronizadas entre áreas relacionadas del cerebro. Aunque la investigación en esta área aún está en sus inicios, los estudios de los sistemas motor, auditivo, visual y sensoriomotor han demostrado que áreas del cerebro relacionadas funcionalmente producen oscilaciones de baja frecuencia correlacionadas. Este hallazgo fascinante plantea la posibilidad de un nuevo enfoque para estudiar la función cerebral, así como una herramienta potencial para el diagnóstico de enfermedades. Recientes estudios de IRMf de la circunvolución precentral han demostrado la capacidad de los estudios de conectividad funcional para diferenciar a los voluntarios sanos de los pacientes con esclerosis múltiple. Se están realizando investigaciones adicionales para determinar si la conectividad funcional resultará útil en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer temprana.

Investigaciones recientes en conectividad funcional han identificado regiones en el cerebro activas en reposo. Estas regiones a menudo se denominan "red en modo predeterminado" (DMN). La actividad en la DMN aumenta en el cerebro en reposo y disminuye cuando un sujeto se concentra en una tarea mental. El primer estudio de fMRI que examina la conectividad funcional en pacientes con dolor crónico se publicó en una edición reciente del Journal of Neuroscience. En este estudio se observaron patrones anormales de conectividad funcional en pacientes con dolor crónico. Específicamente, se observó una disfunción en la regulación a la baja de la DMN. Los pacientes con dolor crónico no desactivaron la corteza prefrontal medial, la amígdala o la corteza cingulada posterior en el mismo grado que los controles sanos.

El único estudio de resonancia magnética funcional que examinó la conectividad funcional en la depresión mayor se publicó en septiembre de 2007. Este estudio también notó una disfunción en la DMN. Se encontró que los sujetos deprimidos tenían una mayor conectividad funcional de red en la corteza cingulada subgenual, el tálamo, la corteza orbitofrontal y el precúneo. En particular, la corteza cingulada subgenual es la ubicación de un ensayo clínico reciente que sugiere que la estimulación cerebral profunda en esta región puede mejorar los síntomas de los pacientes con depresión refractaria grave.

El interés en la anestesia para el tratamiento del dolor crónico y la depresión ha crecido en los últimos años. Aunque no se han realizado ensayos aleatorios de anestesia en dosis bajas en pacientes con dolor crónico, la evidencia actualmente disponible indica que es más eficaz en el tratamiento de la alodinia, la hiperalgesia y la hiperpatía. Para la depresión, se ha realizado un estudio cruzado doble ciego, aleatorizado, controlado con placebo. En el ensayo de depresión, se encontró que los efectos antidepresivos fuertes y rápidos resultaron de una sola dosis intravenosa de anestesia y duraron al menos una semana.

Objetivo:

Examinar la conectividad funcional en el cerebro humano tanto en reposo como después de la sedación anestésica utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI).

Objetivos específicos/hipótesis:

1. Mida el grado de conectividad funcional en tres grupos de estudio (voluntarios sanos, dolor de espalda crónico y depresión refractaria).
2. Analizar las diferencias en la conectividad funcional de referencia.
3. Mida los cambios en la conectividad funcional después de la sedación anestésica IV en dosis bajas.
4. Documente las diferencias del grupo de estudio en la respuesta anestésica.
5. Mida cualquier correlación entre los cambios de fMRI y los efectos terapéuticos.

Protocolo de estudio:

La participación en este estudio incluye cuatro visitas principales y una visita de seguimiento opcional. La primera visita es una sesión de entrevista de referencia para evaluar la elegibilidad de los participantes mediante una entrevista estructurada. La segunda visita es una resonancia magnética funcional inicial en el centro de resonancia magnética funcional. La tercera visita es la infusión de anestésico en el hospital; el manejo de cualquier evento adverso durante la infusión será monitoreado por el personal de la Unidad de Cuidados Postanestésicos (PACU). La cuarta visita es una resonancia magnética funcional de seguimiento en el centro de resonancia magnética funcional. Hay una visita de seguimiento opcional de una semana en el centro de fMRI para una última exploración de fMRI.

Análisis estadístico de fMRI: los experimentos de imágenes y el análisis de datos específicos del sujeto conducirán a mapas correspondientes a medidas separadas: mapas de conectividad funcional en estado de reposo y medidas de flujo sanguíneo cerebral (FSC). Las inferencias finales se realizarán a nivel de vóxel y para regiones de interés (ROI) anatómicamente específicas. El análisis basado en vóxeles se realizará a través de la generación de imágenes de resumen denominadas mapas paramétricos estadísticos (SPM) que representan antes de la infusión frente a después de la infusión y, a medida que los datos en los dos grupos de pacientes estén disponibles, los resultados de ANOVA de dos vías del estado de infusión de ketamina y diagnóstico del paciente (dolor crónico o depresión refractaria). El análisis basado en el ROI será impulsado por las regiones de interés fronto-límbicas seleccionadas a priori generadas en la tarea de autorreflexión, y por los nodos anatómicos en la red de modo predeterminado proporcionada en la literatura.