EEG-fMRI-kokeet anestesian induktion aikana propofolilla

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia terveitä aivokuoren ja aivokuoren hermoprosesseja yleisanestesian induktion aikana propofolilla, mikä on kliinisesti merkityksellistä leikkauksen jälkeiselle deliriumille, joka on yleinen kognitiivinen häiriö, vanhusten kirurgisen toimenpiteen jälkeen.

Alfa-taajuuskaistan (~ 8-13 Hz) sisäiset hermostovärähtelyt voidaan mitata EEG:llä, joka näyttää suurimman tehon (eli amplitudin) takaraivoelektrodeissa silmät kiinni valveillaolotilassa. Yleisanestesiassa, erityisesti propofolilla, näiden värähtelyjen voima vähenee takaraivokuoressa, mutta lisääntyy etukuoressa. Vaikka alfavärähtelyjen synnyn taustalla olevia tarkkoja mekanismeja tai niiden dynamiikkaa nukutuksessa ei täysin ymmärretä, on ehdotettu, että talamus voisi olla avaintekijä, joka moduloi alfa-kaistan voiman siirtymistä koko aivoissa.

Postoperatiivinen delirium (POD) on kirurgisen toimenpiteen jälkeinen komplikaatio, jolle on ominaista akuutti tajunnan, huomion ja kiihottumisen heikkeneminen vaihtelevalla kehityksellä. Tämä on yleistä pääasiassa iäkkäillä potilailla, erityisesti niillä, joilla on jo ennestään neurokognitiivisia häiriöitä, hermostoa rappeuttavia sairauksia ja monimutkaisia ​​tai hätätoimenpiteitä. Huolimatta toiminnallisesta ja taloudellisesta taakasta, jota tämä häiriö aiheuttaa potilaalle ja terveydenhuoltojärjestelmälle, esimerkiksi lisää sairaalahoitoa ja kuolleisuusriskiä, ​​hoitovaihtoehdot ja riskinhallintastrategiat ovat edelleen rajallisia. Useat aiemmat tutkimuksemme ja muiden ryhmien tutkimukset ovat korostaneet alfavärähtelyjen ja POD:hen liittyvien kliinisten tulosten välistä yhteyttä. Esimerkiksi alhainen etuosan alfateho - sekä huollon aikana että yleisanestesian jälkeen - liittyy suurempaan POD-riskiin. Alhainen etuosan alfateho liittyy myös leikkausta edeltävään neurokognitiiviseen heikkenemiseen, joka on hyvin kuvattu POD:n riskitekijä. Tämän assosioinnin biokemiallista luonnetta ei vielä tunneta; kolinergisen järjestelmän roolia välittäjänä on ehdotettu.

Siksi alfavärähtelyjen synnyn taustalla olevien mekanismien ja niiden dynamiikan parempi ymmärtäminen yleisanestesiassa voisi avata uusia ovia POD:n diagnostisille ja hoitovaihtoehdoille.

Aiempien EEG-fMRI-kokeiden perusteella terveillä koehenkilöillä, jotka käyttivät visuaalista stimulaatiota alfataajuudella, tutkijat ovat osoittaneet, että (i) visuaalinen stimulaatio käyttämällä rytmistä välkkyvää valoa tietyllä taajuudella saa aikaan luotettavan vasteen takaraivoaivoissa, mikä voi mitattuna EEG:llä ja funktionaalisella resonanssimagneettikuvauksella (fMRI), (ii) vaste tähän stimulaatioon voidaan arvioida herätetyn potentiaalin/teho/koherenssianalyysin (EEG) tai toiminnallisen liitettävyysanalyysin (fMRI) avulla, ja (iii) visuaalisen välkynnän stimulaatiolla /lähellä kohteen luontaista alfataajuutta, joka tunnetaan nimellä "yksittäinen alfataajuus" (IAF), synnyttää vasteen takaraivokuoren ulkopuolisilla aivoalueilla, kuten otsa- ja parietaalialueilla ja mikä tärkeintä talamuksessa, mikä viittaa vuorovaikutukseen ja menetelmä - luontaiset alfavärähtelyt.

Tutkijat ehdottavat samanaikaista EEG-fMRI-tutkimusta, jossa nuorille, terveille osallistujille, jotka on nukutettu propofolilla, esitellään visuaalista välkkymistä stimuloiva paradigma osallistujan IAF:ssä tai sen ympärillä. Kokeilusuunnitelmamme sisältää tallennuksia ennen kuin osallistuja nukutetaan (herätysvaiheen esianestesia) ja kolmen eri anestesian pitoisuuden aikana (matala, keskimääräinen ja syvä). Toiminnallinen magneettiresonanssispektroskopia hankitaan lepotilan aikana kaikissa tiloissa. Suunnitelmissa on myös anestesian jälkeinen valveillaolo levossa ilman stimulaatiota. Tällä lähestymistavalla on useita etuja. Esimerkiksi samanaikainen tunnistus mahdollistaa EEG:n mittaamien alfavärähtelyjen dynamiikan korreloinnin samalla, kun fMRI:llä on pääsy koko aivojen resoluutioon, mukaan lukien aivokuoren alueet, kuten talamus. Tämä on olennaista aivokuoren ja aivokuoren alaisten hermoprosessien välisen vuorovaikutuksen ymmärtämiseksi, jotka synnyttävät alfavärähtelyjä.

Lisäksi se hyödyntää sitä tosiasiaa, että IAF:n stimulaatiomenetelmämme tehostaa sisäisiä alfaprosesseja, joista voi mahdollisesti tulla hoito, joka vähentää POD:n riskiä nukutuksessa. Lisäksi toiminnallista spektroskopiatietoa hankkimalla tutkijat voivat havaita biokemiallisia muutoksia aivoissa kunkin tilan aikana. Lopuksi kokeellinen suunnittelumme mahdollistaa ensinnäkin alfadynamiikan kronologisen seurannan propofolianestesian induktion aikana, ja toiseksi, hankkimalla tietoja toimenpiteen jälkeen, tutkijoilla on välitön hallinta kontrastin tekemiseen ennen ja jälkeen anestesian.

Osallistujamme turvallisuuden vuoksi propofolin anestesia titrataan syviin pitoisuuksiin ilman purskeen estotilaa, välttäen intubaatiota ja tekohengityksen tukea.

Tämä tutkimus on olennainen askel kohti alfavärähtelyprosessien ymmärtämistä hereillä ja nukutetuissa aivoissa, mikä on olennaista POD:n mahdollisten ehkäisy-/hoitovaihtoehtojen tulevan kehittämisen kannalta.