Несмотря на то, что анестезия в том или ином роде существовала на протяжении почти всей медицинской практики человечества, о том, что на самом деле происходит с мозгом под наркозом, мы смогли узнать только в новейшее время, с изобретением ЭЭГ и других высокотехнологичных методов диагностики.
Для того чтобы понять, как именно мы «засыпаем» на операционном столе, нужно рассказать, как мозг работает в обычном состоянии. Электрические сигналы в нашей нервной системе образуют хаотический хор, который и заставляет человека находиться в осознанности, то есть бодрствовать.
Эти нервные реакции сообщают отделы мозга между собой, и те работают как один слаженный механизм. Под анестезией сигналы становятся тише, и разные отделы мозга больше не сообщаются друг с другом. Это происходит оттого, что вещество-анестетик связывается с рецептором ГАМК в мозге.
Под наркозом человек не способен не только осознавать происходящее и двигаться, но и формировать воспоминания.
Когда угасают нейроны: американский эксперимент над обезьянами
В онлайн-издании eLife были опубликованы результаты исследования, в ходе которого группа ученых изучала функционирование нейронов, находящихся глубоко в мозге обезьян под наркозом.
Тогда впервые удалось проследить, как именно седативные препараты воздействуют на отдельные нейроны в разных областях мозга. Оказалось, что активность нейронов снижается на 90–95%.
Кроме того, изучая работу обезьяньего мозга в разных «режимах», врачи стали лучше понимать, как именно сознание угасает под действием наркоза и как оно затем проявляется вновь.
Мысль проходит через мозг по цепочке из миллионов нейронов. Профессор нейробиологии из США Эрл К. Миллер, причастный к проведению упомянутого выше эксперимента, называл мозг «отличной ритм-машиной».
«Мысль запускает работу нейронов на всех частотах, от 1 Гц до 100 Гц и более», – объяснял ученый.
ЭЭГ позволяет рассмотреть перекрестную связь нейронов, которые коллективно запускают волны электрических сигналов в различных областях мозга. Этот процесс проходит и в коре органа. Проще говоря, между нейронами во время мышления происходит «диалог», в результате которого и проявляется сознание.
«Зрительные образы, звуки, ощущения — всё это единое целое, благодаря чему мы получаем единый опыт того, что мы делаем, как чувствуем, о чём думаем в определённый момент», — говорит Миллер.
По словам профессора, именно этот комплекс явлений и называется «сознанием». При этом ученым до конца так и не удалось изучить, как именно активность нейронов приводит к восприятию и мышлению.
Один из методов, который может приоткрыть завесу тайны, — наблюдение за тем, что происходит с нейронами, когда их активность снижается.
Когда наркоз начинает действовать, он в буквальном смысле отключает нейроны. Обмен электрическими сигналами приостанавливается. Взаимодействие с рецепторами ГАМК можно увидеть на примере распространенного анестетика пропофола — именно он использовался в эксперименте с обезьянами.
Пропофол нарушает нейронные связи в коре головного мозга. На ранних стадиях исследования ученые изучали мозг грызунов и ЭЭГ людей.
Миллер и его коллеги решили провести мониторинг активности разных областей мозга, используя имплантированные электроды. Их задачей было не просто констатировать факт «замедления» нервных реакций, но и понять, как именно отдельные нейроны меняют свою активность.
Ученые имплантировали 64-канальные микроэлектроды четырем макакам-резус, установив их в трех областях коры и таламусе, затронув части, связанные с мышлением, слухом и осязанием.
Установив электроды, ученые ввели макакам пропофол и наблюдали за процессом действия наркоза. Удалось зафиксировать примерно десятикратное снижение активности нейронов.
Ученые уверены, что в период нормальной активности, включая естественный сон, мозговые волны испускаются гораздо более хаотично, чем во время наркоза, но после перехода органа в пассивное состояние нервная деятельность становится более упорядоченной и приближается к равномерному «гулу».
«Как если бы в большой столовой, полной детей, они прекратили общаться в группах и стали бы просто однообразно бормотать», – объяснил ученый.
От удавки до опиума: анестезия в истории медицины
Анестезия — сложная медицинская практика со множеством тонкостей. Каждый год врачи разрабатывают новые методы наркоза, однако первые примеры избавления пациентов от боли при операциях восходят к древнейшим временам.
Ассирийские врачи во время хирургических вмешательств периодически придушивали больного, используя петлю-удавку. Это делалось, чтобы человек терял сознание, переставал сопротивляться и кричать, хотя назвать это анестезией в современном понимании довольно сложно.
Само собой, несчастный оперируемый периодически начинал шевелиться и стонать — тогда «анестезиологи» просто крепче затягивали петлю.
Во Франции в XVI веке было принято обрабатывать раны кипящим маслом, чтобы избежать осложнений. Этой практике положил конец выдающийся хирург Амбруаз Паре. Он провел эксперимент, в течение которого целые сутки оставался с группой больных, избавленных от обработки маслом.
Оказалось, что без мучительных глубоких ожогов человек чувствует себя намного лучше.
Вместе с этим у некоторых народов еще с древности было принято использовать для лишения чувствительности различные природные вещества. Анестезирующие травы и соки издавна применялись в религиозных обрядах.
Ацтеки использовали в кровавых жертвоприношениях особое снадобье – его давали выпить жертвам, чтобы подавить их волю к сопротивлению, сделать бесстрашными и избавить от боли. Одурманенные, они позволяли жрецам покорно отвести себя на алтарь.
Со временем растительные анестетики стали использовать для того, чтобы раненые и пациенты во время операций легче переносили боль. Так поступали, например, и жрецы инков, исполнявшие обязанности лекарей.
Для подавления боли использовали и широко известную в Древней Руси белену. Растительные средства применяли в Китае и Индии, а также в арабских странах. При этом многие из используемых веществ обладали высокой токсичностью.
Осознанный наркоз: что такое интранаркозное пробуждение
Иногда, когда анестезиолог использует некачественные или устаревшие препараты или же неверно подбирает дозу, у пациента может случиться так называемое интранаркозное пробуждение (ИП). Этим термином обозначается непредполагаемое восстановление сознания больного, который находится под общим наркозом.
Определить, что больной проснулся, можно по ряду основных признаков – таковыми являются расширение зрачков и понижение температуры тела. Из-за отсутствия мышечной релаксации пациент может начать непроизвольно двигать конечностями и пытаться самостоятельно дышать.
После полного выхода из наркоза больной с высокой точностью описывает события, происходившие во время операции. У пациента, перенесшего ИП, повышается риск развития болевого шока. Для того, чтобы избежать этого явления, анестезиологу необходимо подбирать препараты строго с учетом веса и других индивидуальных особенностей пациента.