Was Passiert, Wenn Du Unter Zu Gehen? Wie Narkose Funktioniert

1389October 16, Welt-Anästhesie-Tag, ist die 170th Jahrestag des ersten erfolgreichen Einsatz der chirurgischen Betäubung durch ein Boston Zahnarzt namens William Morton. Er betäubte seine Patienten mit äther, bevor ein tumor an seinem Hals. Vor Morton, der Operation war eine schreckliche Erfahrung. Patienten wurden größere chirurgische Eingriffe wie Amputationen, mit nichts, um den Schmerz zu lindern außer einem Schluck whiskey oder ein Schlag auf den Kopf zu induzieren Bewusstlosigkeit.

Nun, Anästhesie können viele tausend Patienten jeden Tag, um zu vermeiden, den Schmerz und die Erinnerung an Ihre Verfahren. Zu Ehren des Welt-Anästhesie-Tag, der American Chemical Society (ACS) ein video produziert, um zu erklären, was passiert, wenn Sie Unterziehen Anästhesie. Das video wird hier veröffentlicht mit Genehmigung von ACS:

Auch Sie schickte uns diese Geschichte von Judith Lavelle, ursprünglich veröffentlicht in Chemical and Engineering News, auf die das video begleiten:

Gehirnwellenmuster Sind Zu Helfen, Zu Enthüllen, Wie Anästhetika Arbeit

Dank der Anästhesie, Patienten auf dem op-Tisch „Schlaf“ durch Ihre Operation und fühlen nicht den Schmerz des seins offen geschnitten—zumindest, ärzte hoffen. Aber an der falschen Dosis, diese kleinen Moleküle können zu gefährlichen Veränderungen der Herzfrequenz, Blutdruck, und ein patient die Fähigkeit zu atmen.

Um zu vermeiden, Katastrophe, Anästhesisten begleiten das op-team in den Operationssaal, eng überwachen eines Patienten Vitalfunktionen und Anpassung der Dosis der Anästhetika entsprechend. Ärzte wurden, in der Lage zu regulieren Anästhetika auf diese Weise, weil Sie schon lange bekannt, wie die Medikamente beeinflussen das Herz und die Lunge. Erstaunlich, was ärzte und Wissenschaftler nicht verstanden haben—und sind erst am Anfang zu entdecken ist, wie Anästhetika zwicken, das Gehirn zu Rendern eine person bewusstlos.

„Die Drogen wirken im Gehirn,“ so macht es Sinn zu erforschen, die Neurowissenschaften hinter, wie Sie arbeiten, sagt Emery N. Brown, ein Anästhesist am Massachusetts General Hospital und professor am Massachusetts Institute of Technology. Braun ist eine von einer wachsenden Zahl von Anästhesisten, die mit dem gemeinsamen neuroscience tool Elektroenzephalographie (EEG), um besser zu verstehen, wie das Gehirn reagiert auf die Anästhesie in der Forschung und klinischen Praxis. Abgesehen von der Erklärung, wie die Medikamente dazu führen, eine person Gehirn das Bewusstsein verlieren, die Daten, die durch diese Technik erzeugt eine Rolle spielen könnte bei der Verbesserung der Patientensicherheit, einige Wissenschaftler glauben.

 

Anästhetika-Wirkung auf das EEG

EEG im wesentlichen gibt eine Anzeige, eine person, die Gehirn-Wellen. Um ein EEG zu Lesen, Forscher Elektroden auf eine person Kopfhaut, die Messung der Nervenimpulse in der Großhirnrinde, die äußere Schicht des Gehirns, die Neurowissenschaftler denken, ist verantwortlich für das Bewusstsein.

Als die Forscher begann die überwachung von roh-EEG-Daten von narkotisierten Patienten, bemerkten Sie, dass jeweils der allgemein verwendete Betäubungsmittel—propofol, Ketamin, Lachgas und äther Gase, wie z.B. Sevofluran—konsequent erstellt verschiedene gehirnwellenmuster. In den letzten Jahren, die Brown und seine Kollegen haben beschrieben, wie diese Muster entsprechen den Drogen “ funktionelle Mechanismen im Gehirn, um Aufschluss über das, was er fordert, „das Geheimnis der Anästhesie.“

Brown sagt, die Muster sind leicht zu erkennen, wenn Gehirn-Wellen sind, aufgetragen auf eine farbige Spektrogramm. Er selbst lehrt Studenten und high-school-Schüler zu identifizieren, die Sie in nur 30-Minuten-Lektion. „Dann gehen wir rund um den Operationssaal, und ich sage, „Sagen Sie mir, welche Droge dieser patient ist auf die'“ nur durch die Betrachtung des EEG-Daten, Brown erklärt.

eegs on different anesthetics

Nehmen propofol—eine gemeinsame intravenöse Narkose. Die Spektrogramm-Muster, die es produziert, hat eine Dichte region an der Grundlinie und anderen dichten region weiter oben auf der y-Achse entspricht, die Gehirnwellen-Frequenz. Das Muster wird erzeugt, indem eine Kombination von zwei Arten von Gehirn-Wellen: Man ist ein „slow-wave“, die oszilliert bei weniger als 1 Hz, und die andere ist eine „alpha-Welle“, die schwankt zwischen 8 und 12 Hz. Brown ‚ s team gemessen dieses Muster im Jahr 2013 von 10 gesunden Probanden propofol und die Analyse Ihrer EEG-Signaturen, wie Sie tauchte in und aus Bewusstsein (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.1221180110).

Biochemische Studien haben gezeigt, dass propofol bindet an GABAA-Rezeptoren in einer Hirnregion namens thalamus. Auf der Grundlage Ihrer EEG-Daten, Braun und seinem team zum Schluss, dass propofol müssen, verlangsamen sich die Nervenimpulse Reisen aus GABAA-dekoriert Neuronen im thalamus bis zur Großhirnrinde. Der „verlangsamt“ – signal überträgt mit einer rate von 8-12 Hz, Bilanzierung, EEG-alpha-Welle. Die 1-Hz-slow-wave-Schwingungen kommen von Neuronen in das Gehirn Oberfläche Umschalten zwischen den aktiven und inaktiven Zustand.

Brown denkt, dass niederfrequente Gehirnwellen, wie alpha-Wellen und langsamen Wellen übertönen das Gehirn normal höher-Häufigkeit der Tätigkeit—rund 40 Hz—Auslösung Bewusstlosigkeit. Es ist wie, wie das Brummen der audio-feedback kann übertönen die Musik bei einem rock-Konzert, fügt er hinzu.

Seit 2013, Brown ‚ s-Gruppe hat geprüft, EEG-Spektrogramme erstellt, die von anderen Anästhetika, um zu bestimmen, Ihre einzigartige Signaturen, die verknüpft werden können, um Ihre bekannten biochemischen Wege für ein mehr ganzheitliches Bild von Ihrer Aktion in das Gehirn. Zuletzt, die Forscher veröffentlicht haben, auf die Gehirn-Wellen von Lachgas, einem der ältesten Betäubungsmittel noch im Einsatz ( Clin. Neurophysiol. 2015, DOI:10.1016/j.clinph.2015.06.001 ).

Roderic G. Eckenhoff, Anästhesist an der University of Pennsylvania, untersucht die molekularen Bindung die Aktivität von Anästhetika, sagt Ansätze, wie Sie Braun ist, spielt möglicherweise eine wichtige Rolle bei der Beantwortung der Frage, wie Anästhetika induzieren Bewusstlosigkeit. “Das EEG ist nicht zu beantworten. Spielen mit Molekülen und Proteinen, wie ich es Tue, ist nicht zu beantworten,“ Eckenhoff sagt. „Sie müssen die host-Ansätze, um dieses Thema anzugehen.“

Braun nutzt auch das EEG in seiner klinischen Praxis und sagt, dass die überwachung der Hirnströme des Patienten während der Operation gibt ihm die zuversicht, verwalten, mehr zugeschnitten, verfeinert Dosen von Anästhetika. Es wäre nett gewesen in der Vergangenheit, sagt er, um in der Lage sein dial wieder die betäubende Dosis an einen Patienten, wenn diese person ausreichend unbewussten. Aber ohne genau zu wissen, was das Gehirn tut, er wollte nicht riskieren, dass ein patient aufwachen während der Operation.

 

Gehirn-monitoring im ODER

Gehirn-monitoring-Technologien wie EEG sind oft vorhanden, aber nicht routinemäßig in die heutigen Betriebsräume. Die meisten Anästhesisten Basis der Menge des Betäubungsmittels, die Sie geben Patienten die Vitalfunktionen, ob oder nicht Sie anfangen, sich zu bewegen, und Ihre medizinische Geschichte. Aber als Forschungs-wie Braun ist, verrät Sie mehr darüber, wie Anästhetika auf das Gehirn, einige glauben Gehirn könnte die überwachung führt zu einer besseren Sicherheit der Patienten.

Die meisten Anästhesisten, die überwachen der Aktivität des Gehirns in der Klinik schauen Sie nicht auf roh-EEG-Daten. Stattdessen nutzen Sie ein Gerät namens ein bispectral index (BIS) – monitor, reduziert die EEG-information auf eine einzelne Zahl, die angibt, wie eine person, die Wachheit. Barry Friedberg, einem Anästhesisten, die Befürworter für die Einbeziehung der Gehirn-monitoring als ein standard der Behandlung, verwendet einem BIS-monitor auf seine Patienten sowie Elektromyographie (EMG), die Maßnahmen, die Aktivität der Muskeln rund um die Kopfhaut, dass ist bezeichnend für das Wachsein. „Was ich sage den Patienten ist,“ Schau, ich hatte vor, diese Möglichkeit zu sehen, wie Ihr Gehirn reagiert, Sie kam zu mir wie ein Rätsel, das ich lösen musste,,'“, sagt Friedberg. „“Mit diesen Informationen, Sie sind jetzt ein offenes Buch.'“

Einige Anästhesisten argumentieren präziser Dosen könnten, zu vermeiden potenziell schwerwiegenden Folgen, die aus der overmedication. Auch wenn klinische Studien noch zu bestätigen und zu quantifizieren, das Phänomen, die ärzte haben beobachtet, dass einige ältere Patienten können erleben anhaltende kognitive Beeinträchtigung nach der Operation, und es ist unklar, ob eine zu hohe Dosis von Anästhetika verantwortlich sein könnte. Brown glaubt, dass seine EEG-Studien können Aufschluss darüber geben, wie dies im Gehirn auftreten.

Ob in der medizinischen Praxis oder in der Grundlagenforschung -, Gehirn-Wellen scheinen so, als könnten Sie helfen, enthüllen die wichtigsten Mechanismen, die hinter Drogen, die verwendet wurden, seit über einem Jahrhundert. „Die höher gebildeten, integren, Physiologie-basierten Ansatz,“ Brown sagt, „ist, was wir versuchen zu fördern, indem Sie helfen Anästhesisten nicht nur das EEG, sondern auch verstehen, die Neurowissenschaft dahinter, warum die Muster kommen über, als Sie für bestimmte Drogen.“

Die American Chemical Society ist eine gemeinnützige Organisation, gechartert vom US-Kongreß. Mit fast als 157.000 Mitglieder, ACS ist die weltweit größte wissenschaftliche Gesellschaft und ein globaler Marktführer in der Bereitstellung von Zugang zu Chemie-bezogene Forschung durch seine mehrfachen Datenbanken, Fachzeitschriften und wissenschaftlichen Konferenzen. Seine Hauptbüros sind in Washington, Gleichstrom und in Columbus, Ohio.

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