A anestesia não só desliga o cérebro, como também muda o seu ritmo

Uma equipa de cientistas fez a medição simultânea de ritmos e picos neurais em cinco áreas do cérebro de animais e descobriu como é que o propofol, fármaco anestésico usado com frequência, induz a inconsciência.

O novo estudo, realizado por uma equipa de investigadores do Picower Institute for Learning and Memory do Massachusetts Institute of Technology (MIT), mostra que, conforme o propofol se instala no cérebro, uma ampla faixa de regiões se torna coordenada por ritmos muito lentos, que mantêm um ritmo neural proporcional.

Depois, a estimulação elétrica de uma região mais profunda, o tálamo, restaura a sincronia dos ritmos e níveis de atividade normais de alta frequência do cérebro, despertando o cérebro de novo.

“Há uma psicologia popular ou suposição tácita de que a anestesia simplesmente ‘desliga’ o cérebro”, disse Earl Miller, professor de neurociência da Picower e coautor do estudo.

No entanto, a equipa de cientistas mostrou que “o propofol muda dramaticamente e controla a dinâmica dos ritmos do cérebro“, acrescentou.

As funções conscientes, como a perceção e a cognição, dependem da comunicação cerebral coordenada, em particular entre o tálamo e as regiões da superfície do cérebro, ou córtex, numa variedade de bandas de frequência entre 4 e 100 Hz.

Mas o propofol, mostra o estudo, parece reduzir a coordenação entre o tálamo e as regiões corticais para frequências em torno de apenas 1 Hz.

Emery N. Brown, professor de Engenharia Médica e Neurociência Computacional na Edward Hood Taplin e anestesiologista do Massachusetts General Hospital, explicou que entender a forma como os anestésicos alteram os ritmos cerebrais pode aumentar a segurança do paciente, tendo em conta que esses ritmos são facilmente visíveis no EEG durante uma cirurgia.

De acordo com o Science Daily, a descoberta de uma assinatura de ritmo lento pode assim orientar os anestesiologistas relativamente ao estado de inconsciência do paciente – detetar o momento em que o indivíduo fica inconsciente, o quão profundamente permanece nesse estado e o quão rapidamente pode acordar.

“Os anestesiologistas podem usar isso como uma forma de cuidar melhor dos pacientes”, disse Brown, que estudou a forma como os ritmos cerebrais são afetados em humanos sob anestesia geral, analisando medições de ritmos através do uso de elétrodos de EEG no couro cabeludo e elétrodos corticais em pacientes com epilepsia.

No entanto, como o novo estudo foi realizado com animais, a equipa conseguiu implantar elétrodos que mediam diretamente a atividade ou “pico” de muitos neurónios e ritmos individuais no córtex e no tálamo. Por isso, Brown explicou que os resultados aprofundam as descobertas que já tinha feito em pessoas.

O artigo mostra que os mesmos neurónios que vibravam 7 a 10 vezes por segundo durante a vigília, apenas dispararam uma vez por segundo (ou menos) durante a inconsciência induzida por propofol – uma desaceleração notável chamada de “estado baixo”.

Ao todo, os cientistas fizeram medições simultâneas de ritmos e picos em cinco regiões: duas na frente do córtex, duas na parte posterior e outra no tálamo.

Além de mostrar a forma como o propofol gera inconsciência, o artigo também explica a experiência unificada da consciência, disse Miller.

“Todo o córtex tem que estar na mesma página para produzir consciência”, detalhou.

Ao fazer medições em camadas distintas do córtex, a equipa descobriu que os ritmos “gama” de frequência mais alta, normalmente associados a novas informações sensoriais (como imagens e sons), foram especialmente reduzidos nas camadas superficiais.

As ondas “alfa” e “beta” de frequência mais baixa, que Miller mostrou que tendem a regular o processamento da informação transportada pelos ritmos gama, foram especialmente reduzidas em camadas mais profundas.

Além da sincronia predominante em frequências muito lentas, a equipa observou outras assinaturas de inconsciência nos dados.

Como Brown já tinha observado em pessoas anteriormente, a potência do ritmo alfa e beta era notavelmente maior nas regiões posteriores do córtex durante a vigília, mas após a perda da potência de consciência nesses ritmos passou a ser muito maior nas regiões anteriores.

A equipa mostrou ainda que estimular o tálamo com um pulso de corrente de alta frequência (180 Hz) desfaz os efeitos do propofol.