Experimentos de EEG-fMRI durante a indução da anestesia com propofol

Este estudo tem como objetivo investigar processos neurais corticais e subcorticais saudáveis ​​durante a indução de anestesia geral com propofol, que é clinicamente relevante para o delírio pós-operatório, um distúrbio cognitivo comum, após intervenção cirúrgica em idosos.

Oscilações neurais intrínsecas dentro da banda de frequência alfa (~8-13Hz) podem ser medidas com o EEG, mostrando a maior potência (ou seja, amplitude) nos eletrodos occipitais durante o estado de repouso de vigília com os olhos fechados. Sob anestesia geral, especialmente com propofol, a potência dessas oscilações diminui no córtex occipital, mas aumenta no córtex frontal. Embora nem os mecanismos exatos subjacentes à geração de oscilações alfa nem a sua dinâmica sob anestesia sejam totalmente compreendidos, foi sugerido que o tálamo pode ser um ator-chave na modulação da mudança de potência da banda alfa em todo o cérebro.

O delírio pós-operatório (DPO) é uma complicação após uma intervenção cirúrgica caracterizada por um comprometimento agudo da consciência, atenção e excitação com evolução flutuante. Isto é prevalente principalmente em pacientes idosos, especialmente naqueles com distúrbios neurocognitivos pré-existentes, doenças neurodegenerativas e naqueles submetidos a procedimentos complexos ou de emergência. Apesar do fardo funcional e económico que esta doença representa para o paciente e para o sistema de saúde, por exemplo, aumenta o tempo de internamento e o risco de mortalidade, as opções de tratamento e as estratégias de gestão de risco ainda são limitadas. Vários de nossos estudos anteriores e de outros grupos destacaram a ligação entre as oscilações alfa e os resultados clínicos relacionados ao DPO. Por exemplo, a baixa potência alfa frontal - tanto durante a manutenção como ao sair da anestesia geral - está associada a um maior risco de DPO. A baixa potência alfa frontal também está associada ao comprometimento neurocognitivo pré-operatório, um fator de risco bem descrito para DPO. A natureza bioquímica desta associação ainda é desconhecida; foi sugerido o papel do sistema colinérgico como mediador.

Portanto, uma melhor compreensão dos mecanismos subjacentes à geração de oscilações alfa e sua dinâmica sob anestesia geral poderia abrir novas portas para opções de diagnóstico e tratamento para DPO.

Com base em nossos experimentos anteriores de EEG-fMRI em indivíduos saudáveis ​​aplicando estimulação visual na frequência alfa, os investigadores demonstraram que (i) a estimulação visual usando uma luz bruxuleante rítmica em uma frequência específica evoca uma resposta confiável no cérebro occipital, que pode ser medido com EEG e ressonância magnética funcional (fMRI), (ii) a resposta a esta estimulação pode ser avaliada através de análises de potencial evocado/potência/coerência (EEG) ou análises de conectividade funcional (fMRI), e (iii) estimulação visual de cintilação em /perto da frequência alfa intrínseca de um sujeito, conhecida como 'frequência alfa individual' (IAF), gera uma resposta em áreas cerebrais além do córtex occipital, como regiões frontais e parietais e, mais importante, o tálamo, sugerindo uma interação com - e um método para avaliar - oscilações alfa intrínsecas.

Os investigadores propõem um estudo simultâneo de EEG-fMRI no qual participantes jovens e saudáveis, anestesiados com propofol, são apresentados a um paradigma de estimulação visual de cintilação no/ao redor do IAF do participante. Nosso desenho experimental inclui gravações antes do participante ser anestesiado (vigília pré-anestesia) e durante três diferentes concentrações de anestesia (baixa, média e profunda). A espectroscopia de ressonância magnética funcional será adquirida durante o estado de repouso em todos os estados. Também está planejado um registro de vigília pós-anestésica em estado de repouso sem estimulação. Esta abordagem tem várias vantagens. Por exemplo, a aquisição simultânea permite correlacionar a dinâmica das oscilações alfa medidas por EEG, ao mesmo tempo que se tem acesso a uma resolução de todo o cérebro via fMRI, incluindo áreas subcorticais como o tálamo. Isto é relevante para compreender a interação entre processos neurais corticais e subcorticais que geram oscilações alfa.

Além disso, explora o facto de que a nossa modalidade de estimulação no IAF melhora os processos alfa intrínsecos, o que pode potencialmente tornar-se um tratamento para reduzir o risco de DPO sob anestesia. Além disso, ao adquirir dados de espectroscopia funcional, os investigadores podem detectar alterações bioquímicas no cérebro durante cada estado. Finalmente, nosso desenho experimental permite, primeiro, um acompanhamento cronológico da dinâmica alfa durante a indução da anestesia com propofol e, segundo, ao adquirir dados após a intervenção, os investigadores terão um controle imediato do contraste antes e depois da anestesia.

Para a segurança do nosso participante, a anestesia com propofol será titulada até concentrações profundas sem provocar um estado de supressão de explosão, evitando intubação e suporte respiratório artificial.

Este estudo representa um passo essencial para a compreensão dos processos oscilatórios alfa no cérebro acordado e anestesiado, relevantes para o desenvolvimento futuro de potenciais opções preventivas/tratamento para DPO.