في حالة فقدان الوعي، قد تكون حالة الدماغ أي شيء ما عدا أن تكون ”غير نشطة“
جامعة بازل
12 مايو 2022
المترجم: عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 139لسنة 2022
When unconscious، the brain is anything but ”silent“
University of Basel
12-May-2022
يُعتقد أن القشرة الدماغية هي مركز معالجة الوعي في الدماغ. بدل أن تكون غير نشطة، حينما يكون المريض تحت التخدير العام تُظهر خلايا معينة في القشرة نشاطًا تلقائيًا أعلى من نشاطها في حالة اليقظة، وهذا النشاط متزامن في كل تلك الخلايا القشرية الدماغية. تحسين فهمنا للآليات العصبية لعملية التخدير العام قد يؤدي إلى تطوير عقاقير تخدير أفضل ومخرجات جراحية محسنة. [المترجم: المخرجات الجراحية تعني البيانات المتعلقة بنتائج العملية، بما فيها المعلومات عن حالة الوفيات والمراضة، ووقت الانتعاش من العملية الجراحية وأعداد العمليات الجراحية وعدد العمليات الإضافية التي أحريت[1] .
بالرغم من تأثيره في مستقبلات مختلفة، متموضعة في أنواع مختلفة من الخلايا العصبية،
فإن جميع أنواع عقاقير التخدير العام تؤدي إلى فقدان الوعي. حدد باحثو جامعة بازل آلية عصبية مشتركة لفقدان الوعي الناج عن التخدير
في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا في مجلة نيرون Neuron، كشف باحثون من مجموعة البروفسور بوتوند روسكا Botond Roska في جامعة بازل ومعهد طب العيون الجزيئي والسريري «IOB» الوتيرة التي تُغير بها أنواع الخلايا المختلفة في القشرة الدماغية نشاطها أثناء التخدير العام[2] ، مما يساعد على فهم كيف تجري عملية استحثاث فقدان الوعي.
بعد أن يستلقي المريض على طاولة العمليات. يطلب منه الطبيب بالعد من واحد إلى [5] ، ويضع قناع التخدير على وجهه. وعندما يصل إلى العدد[4] ، يفقد الوعي. ولن ينتعش من التخدير إلا بعد أن تنتهي العملية الجراحية.
ماذا حدث في دماغه خلال هذه الفترة الزمنية من التخدير؟
النشاط المتزامن هو تأثير شامل في كل القشرة الدماغية، ينتشر عبر ملليمترات من السماكة، والمناطق القشرية المتميزة وظيفيا، بما في ذلك المناطق البصرية، والمناطق الحركية، وحتى المناطق التي تؤدي معالجة أعلى رتبة.
ربما يفترض المريض أن دماغه كان خامدًا «غير نشط». وبالخصوص قشرته الدماغية والتي هي مركز معالجة الوعي. غير أن من المعروف منذ ما يقرب من 100 عام أن بعض الخلايا في القشرة الدماغية نشطة وأن هذه القشرة تتناوب بين فترات نشاط مرتفع وأخرى يكون فيها النشاط منخفضًا أثناء التخدير العام.
تصوير أنواع الخلايا مختلفة في قشرة الفأر الدناغية، ومقارنة نشاطها أثناء اليقظة والتخدير، وجد المؤلفون أن الخلايا العصبية الهرمية من الطبقة 5 فقط تظهر نشاطا متزامنا.
استخدام أقطاب تخطيط كهربية الدماغ الموصلة بفروة الرأس يعد إحدى الأدوات القليلة المتاحة لقياس هذا النشاط، ولكن هذه الأقطاب الكهربائية لا تمكِّن أحدًا بتحديد ما هي هذه الخلايا الكامنة وراء هذا النشاط. لذلك بقي السؤال قائمًا: أي الخلايا تساهم في النشاط المنتظم «الإيقاعي» في القشرة الدماغية، وكيف يمكن أن يساهم ذلك في فقدان الوعي أثناء التخدير العام.
على خطى فقدان الوعي
القشرة الدماغية تتكون من أنواع مختلفة من الخلايا العصبية «العصبونات»، ولكل منها وظائف مختلفة. تؤثر عقاقير التخدير العام[3] المختلفة في مستقبلات مختلفة[4] ، ومتموضعة في أنواع مختلفة من العصبونات، وموزعة على جميع أنحاء الدماغ. ولكن جميع عقاقير التخدير العام تؤدي إلى فقدان الوعي، وبالتالي ”كنا مهتمين بمعرفة ما إذا كانت هناك آلية عصبية مشتركة «سائدة» في كل عقاقير التخدير المختلفة،“ كما يقول الدكتور مارتن مونز Martin Munz، أحد المؤلفين الثلاثة الرئيسين للدراسة.
في الدراسة المنشورة في مجلة نيرون Neuron هذه[5] ، وجد الباحثون عكس ما كان يعتقد سابقًا حيث أظهر نوع واحد فقط من الخلايا داخل القشرة الدماغية، وهي الخلايا العصبية العصبية الهرمية[6] للطبقة الخامسة، زيادة في النشاط عندما وضع حيوان المختبر تحت التخدير باستخدام عقاقير تخدير مختلفة.
تعمل الخلايا العصبية الهرمية داخل الطبقة الخامسة كمركز نتاج output رئيس للقشرة الدماغية[7] ، كما أنها تربط مناطق قشرية دماغية مختلفة ببعضها البعض. وبالتالي، فهي تتواصل بين المناطق القشرية المختلفة، وكذلك من القشرة إلى مناطق أخرى من الدماغ. لذلك، فإن تزامن النشاط في كل الخلايا العصبية الهرمية من طبقة رقم [5] يحد من كمية المعلومات التي يمكن أن تنتجها القشرة الدماغية.
كجهمور المتفرجين في مباراة كرة قدم
”يبدو أنه بدلاً من إرسال معلومات مختلفة من كل خلية عصبية، أثناء التخدير، فإن جميع الخلايا العصبية الهرمية داخل الطبقة الخامسة ترسل نفس المعلومات،“ كما يقول أرجون «أريون» بريوك Arjun Bharioke، ”يمكن للمرء أن يفكر في هذه العملية بالضبط كما يحدث عندما تنتقل كل مجموعة من مشجعي مباراة كرة قدم أو كرة سلة من الحديث فيما بين أفرادها قبل بدء المبارة على سبيل المثال، إلى هتاف جماعي واحد تشترك فيه هذه المجموعات تشجيعًا للفريق بعد بدء المباراة. وبالتالي، ما يحدث أثناء المبارة هو أن المعلومة التي تنتقل بين الجمهور هي هذه المعلومة الواحدة: الهتاف للفريق“.
بحث سابق أشار إلى أن فقدان الوعي يحدث بعد انفصال القشرة الدماغيةعن بقية الدماغ. تقترح نتائج فريق معهد طب العيون الجزيئي والسريري «IOB» آلية يمكن من خلالها حدوث ذلك - وتتمثل عن طريق الانتقال إلى نتاج output مستوى معلومات منخفض من القشرة الدماغية، أثناء عملية التخدير.
تقول ألكسندرا بريغنال Alexandra Brignall، ثالثة المؤلفين الرئيسين والطبيبة البيطرية بحكم الوظيفة: ”إن عقاقير التخدير قوية جدًا، كما يشهد بذلك أي مريض خضع لعملية جراحية. لكنها أيضًا ليست سهلة الاستخدام دائمًا. أثناء الجراحة، على الطبيب أن يراقب باستمرار درجة عمق تخدير المريض للتأكد من أن المريض ليس مخدرًا بدرجة عميقةً جدًا أو ضحلةً جدًا. [المترجم: درجة عمق التخدير هو الدرجة التي يصبح بها الجهاز العصبي المركزي «CNS» مخدرًا بعد استخدام عقار مخدر عام، اعتمادًا على فاعليته وتركيزه حين يُعطى للمريض قبل العملية الجراحية[8] . كلما عرفنا كيف يعمل التخدير وماذا يفعل في الدماغ في الأثناء، كان ذلك أفضل. ربما ستفيد هذه المعرفة الباحثين في تطوير عقاقير جديدة تستهدف بشكل أكثر تحديدًا خلايا الدماغ المرتبطة بفقدان الوعي فقط“.
"النتائج التي توصلنا إليها وثيقة الصلة بالطب بشكل كبير، حيث أن التخدير هو أحد الخطوات الطبية المستخدمة بشكل متواتر. يقول بوتوند روسكا، مؤلف الدراسة ومدير مركز الأبحاث الجزيئية IOB، فهم الآلية العصبية للتخدير قد يؤدي إلى تطوير عقاقير تخدير أفضل ونتائج جراحية أفضل.
