Experimentos de EEG-fMRI durante la inducción de la anestesia con propofol

Este estudio tiene como objetivo investigar los procesos neuronales corticales y subcorticales saludables durante la inducción de anestesia general con propofol, que es clínicamente relevante para el delirio posoperatorio, un trastorno cognitivo común, después de una intervención quirúrgica en ancianos.

Las oscilaciones neuronales intrínsecas dentro de la banda de frecuencia alfa (~8-13 Hz) se pueden medir con el EEG, y muestran la mayor potencia (es decir, amplitud) en los electrodos occipitales durante el estado de reposo y vigilia con los ojos cerrados. Bajo anestesia general, especialmente con propofol, la potencia de estas oscilaciones disminuye en la corteza occipital pero aumenta en la corteza frontal. Aunque no se comprenden del todo los mecanismos exactos que subyacen a la generación de oscilaciones alfa ni su dinámica bajo anestesia, se ha sugerido que el tálamo podría ser un actor clave en la modulación del cambio de potencia de la banda alfa en todo el cerebro.

El delirio postoperatorio (POD) es una complicación posterior a una intervención quirúrgica caracterizada por un deterioro agudo de la conciencia, la atención y la excitación con una evolución fluctuante. Esto prevalece principalmente en pacientes de edad avanzada, especialmente en aquellos con trastornos neurocognitivos preexistentes, enfermedades neurodegenerativas y aquellos que se someten a procedimientos complejos o de emergencia. A pesar de la carga funcional y económica que este trastorno supone para el paciente y el sistema de salud (por ejemplo, aumenta la estancia hospitalaria y el riesgo de mortalidad), las opciones de tratamiento y las estrategias de gestión de riesgos siguen siendo limitadas. Varios de nuestros estudios anteriores y los de otros grupos han destacado el vínculo entre las oscilaciones alfa y los resultados clínicos relacionados con la POD. Por ejemplo, un poder alfa frontal bajo, tanto durante el mantenimiento como al salir de la anestesia general, se asocia con un mayor riesgo de POD. El bajo poder alfa frontal también se asocia con deterioro neurocognitivo preoperatorio, un factor de riesgo bien descrito para POD. Aún se desconoce la naturaleza bioquímica de esta asociación; Se ha sugerido el papel del sistema colinérgico como mediador.

Por lo tanto, una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes a la generación de oscilaciones alfa y su dinámica bajo anestesia general podría abrir nuevas puertas a opciones de diagnóstico y tratamiento para la DPO.

Con base en nuestros experimentos anteriores de EEG-fMRI en sujetos sanos que aplican estimulación visual en la frecuencia alfa, los investigadores han demostrado que (i) la estimulación visual utilizando una luz parpadeante rítmica en una frecuencia específica evoca una respuesta confiable en el cerebro occipital, que puede ser medido con EEG e imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI), (ii) la respuesta a esta estimulación se puede evaluar mediante análisis de potencial evocado/potencia/coherencia (EEG) o análisis de conectividad funcional (fMRI), y (iii) estimulación del parpadeo visual en /cerca de la frecuencia alfa intrínseca de un sujeto, conocida como 'frecuencia alfa individual' (IAF), genera una respuesta dentro de áreas del cerebro más allá de la corteza occipital, como las regiones frontal y parietal y, lo más importante, el tálamo, lo que sugiere una interacción con - y un método para evaluar las oscilaciones alfa intrínsecas.

Los investigadores proponen un estudio simultáneo de EEG-fMRI en el que a participantes jóvenes y sanos, anestesiados con propofol, se les presenta un paradigma de estimulación de parpadeo visual en o alrededor del IAF del participante. Nuestro diseño experimental incluye grabaciones antes de anestesiar al participante (preanestesia en vigilia) y durante tres concentraciones de anestesia diferentes (baja, media y profunda). La espectroscopia de resonancia magnética funcional se adquirirá en estado de reposo en todos los estados. También está previsto un registro postanestésico de vigilia en estado de reposo sin estimulación. Este enfoque tiene varias ventajas. Por ejemplo, la adquisición simultánea permite correlacionar la dinámica de las oscilaciones alfa medidas por EEG y al mismo tiempo tener acceso a una resolución de todo el cerebro mediante resonancia magnética funcional, incluidas áreas subcorticales como el tálamo. Esto es relevante para comprender la interacción entre los procesos neuronales corticales y subcorticales que generan oscilaciones alfa.

Además, aprovecha el hecho de que nuestra modalidad de estimulación en el IAF mejora los procesos alfa intrínsecos, lo que potencialmente puede convertirse en un tratamiento para reducir el riesgo de POD bajo anestesia. Además, al adquirir datos de espectroscopia funcional, los investigadores pueden detectar cambios bioquímicos en el cerebro durante cada estado. Finalmente, nuestro diseño experimental permite, primero, un seguimiento cronológico de la dinámica alfa durante la inducción de la anestesia con propofol, y segundo, al adquirir datos después de la intervención, los investigadores tendrán un control inmediato para contrastar antes y después de la anestesia.

Para la seguridad de nuestros participantes, la anestesia con propofol se titulará hasta concentraciones profundas sin provocar un estado de supresión de estallidos, evitando la intubación y el soporte de respiración artificial.

Este estudio representa un paso esencial hacia la comprensión de los procesos oscilatorios alfa en el cerebro despierto y anestesiado, relevantes para el desarrollo futuro de posibles opciones de tratamiento/prevención para la POD.