Érzéstelenítés és funkcionális összeköttetés: Az fMRI-változások elemzése

Háttér:

A Parke-Davis által kifejlesztett fenciklidin-származék kísérletet jelentett a fenciklidin érzéstelenítés utánzására anélkül, hogy kiváltotta volna az eredeti vegyület súlyos pszichomimetikus reakcióit. Az első jelentések ígéretesek voltak, és nagy lelkesedéssel fogadták. Nagy dózisokban a gyógyszerről azt találták, hogy mély fájdalomcsillapítást biztosít, miközben megőrzi a légúti reflexeket. Megbízható amnéziát váltott ki, mégis egyszerű injekcióként beadható. Akkoriban azt állították, hogy ez az érzéstelenítő új szakaszt jelentett az érzéstelenítés történetében. Ma, több mint 40 éve, hogy az érzéstelenítőt Michiganben bevezették, újjáéledt az érdeklődés e régi gyógyszer iránt. Egyre több kutató vizsgálja az érzéstelenítés emberi alanyokra gyakorolt ​​hatásait. Jelenleg óriási érdeklődés mutatkozik az anesztézia iránt, mint opioidmegtakarító szer, a skizofrénia modellje, antidepresszáns, valamint az N-metil-D-aszpartát (NMDA) antagonista komplex regionális fájdalomszindrómákban.

A funkcionális összeköttetés az alacsony frekvenciájú (<0,08 Hz) rezgések mértéke, amelyek a nyugalmi agyszövet velejárói. Ezeket az oszcillációkat fMRI-vel mérik, és úgy tűnik, hogy szinkronban vannak az agy kapcsolódó területei között. Bár ezen a területen a kutatás még gyerekcipőben jár, a motoros, halló-, vizuális és szenzomotoros rendszerek tanulmányozása kimutatta, hogy az agy funkcionálisan kapcsolódó területei korrelált alacsony frekvenciájú oszcillációkat idéznek elő. Ez a lenyűgöző felfedezés felveti az agyműködés tanulmányozásának új megközelítésének lehetőségét, valamint egy lehetséges eszközt a betegségek diagnosztizálására. A precentrális gyruson végzett közelmúltbeli fMRI-vizsgálatok bebizonyították, hogy a funkcionális kapcsolódási vizsgálatok képesek megkülönböztetni az egészséges önkénteseket a sclerosis multiplexben szenvedő betegektől. További kutatások folynak annak meghatározására, hogy a funkcionális kapcsolat hasznosnak bizonyul-e a korai Alzheimer-kór diagnosztizálásában.

A funkcionális kapcsolattal kapcsolatos legújabb kutatások az agy nyugalmi állapotban aktív régióit azonosították. Ezekre a régiókra gyakran hivatkoznak az "alapértelmezett módú hálózat" (DMN) alatt. A DMN aktivitása nyugalmi állapotban nő az agyban, és csökken, ha az alany egy mentális feladatra koncentrál. Az első fMRI-vizsgálatot, amely krónikus fájdalmas betegek funkcionális összekapcsolódását vizsgálta, a Journal of Neuroscience nemrégiben tették közzé. Ebben a vizsgálatban a funkcionális kapcsolódás abnormális mintázatait figyelték meg krónikus fájdalmas betegeknél. Pontosabban, a DMN alulszabályozásának diszfunkcióját észlelték. A krónikus fájdalmas betegek nem deaktiválták a mediális prefrontális kéreget, az amygdalát vagy a posterior cinguláris kérget olyan mértékben, mint az egészséges kontrollok.

Az egyetlen fMRI-tanulmány, amely súlyos depresszióban a funkcionális kapcsolatot vizsgálta, 2007 szeptemberében jelent meg. Ez a tanulmány a DMN diszfunkcióját is feltárta. Azt találták, hogy a depressziós alanyok megnövekedett hálózati funkcionális összeköttetést mutattak a szubgenuális cingulate cortexben, a thalamusban, az orbitofrontalis kéregben és a precuneusban. Nevezetesen, a szubgenuális cinguláris kéreg egy közelmúltbeli klinikai vizsgálat helyszíne, amely azt sugallja, hogy az e régió mély agyi stimulációja enyhítheti a súlyos refrakter depresszióban szenvedő betegek tüneteit.

Az elmúlt években megnőtt az érdeklődés a krónikus fájdalom és depresszió kezelésére szolgáló érzéstelenítés iránt. Bár nem végeztek randomizált vizsgálatokat az alacsony dózisú érzéstelenítéssel krónikus fájdalmas betegeknél, a jelenleg rendelkezésre álló bizonyítékok azt mutatják, hogy ez a leghatékonyabb az allodynia, a hyperalgesia és a hyperpathia kezelésében. A depresszióra vonatkozóan egy randomizált, placebo-kontrollos, kettős vak keresztezett vizsgálatot végeztek. A depresszióval végzett kísérletben azt találták, hogy erőteljes és gyors antidepresszáns hatások egyetlen intravénás adag érzéstelenítés eredményeként jelentkeznek, és legalább egy hétig tartanak.

Célkitűzés:

Funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) segítségével az emberi agy funkcionális összekapcsolódásának vizsgálata nyugalomban és érzéstelenítés után is.

Konkrét célok/hipotézisek:

1. Mérje meg a funkcionális kapcsolódás mértékét három vizsgálati csoportban (egészséges önkéntesek, krónikus hátfájás és refrakter depresszió).
2. Elemezze az alapvonalbeli funkcionális kapcsolódási különbségeket.
3. Mérje meg a funkcionális kapcsolódás változásait IV alacsony dózisú érzéstelenítő szedáció után.
4. Dokumentálja a vizsgálati csoportok közötti különbségeket az érzéstelenítő reakcióban.
5. Mérje meg az fMRI-változások és a terápiás hatások közötti korrelációt.

Vizsgálati protokoll:

A tanulmányban való részvétel négy fő látogatást és egy opcionális nyomon követési látogatást foglal magában. Az első látogatás egy alapinterjú, amelynek célja a résztvevők alkalmasságának felmérése strukturált interjú segítségével. A második látogatás egy kezdeti fMRI vizsgálat az fMRI központban. A harmadik látogatás az érzéstelenítő infúzió a kórházban; Az infúzió alatt bekövetkező nemkívánatos események kezelését a Post Anesthesia Care Unit (PACU) személyzete felügyeli. A negyedik látogatás egy nyomon követett fMRI vizsgálat az fMRI központban. Az fMRI-központban egy opcionális egyhetes utóellenőrző látogatásra kerül sor az utolsó fMRI-vizsgálat céljából.

fMRI statisztikai analízis: A képalkotó kísérletek és az alany-specifikus adatok elemzése külön méréseknek megfelelő térképekhez vezet: nyugalmi állapot funkcionális kapcsolódási térképei és agyi véráramlás (CBF) mérései. A végső következtetéseket a voxelszinten és az anatómiailag specifikus érdeklődési területekre (ROI) kell levonni. A voxel-alapú analízist statisztikai paraméteres térképeknek (SPM) nevezett összefoglaló képek generálásával hajtják végre, amelyek az infúzió előtti és az infúzió utáni állapotot reprezentálják, és amint elérhetővé válnak a két betegcsoport adatai, kétirányú ANOVA eredmények a ketamin infúziós állapota és a beteg diagnózisa (krónikus fájdalom vagy refrakter depresszió). A ROI alapú elemzést az önreflexiós feladatban generált, a priori kiválasztott fronto-limbicus régiók, valamint az irodalomban megadott alapértelmezett módú hálózat anatómiai csomópontjai vezérlik.