Joidenkin potilaiden herääminen voi kuitenkin kestää huomattavan kauan, mikä vaikeuttaa kalliiden leikkaussalien käyttöä ja työllistää hoitohenkilökuntaa, joka joutuu pitämään potilaita tarkassa tarkkailussa.
Nyt MIT:n ja Massachusettsin yleissairaalan tutkijat ovat astuneet askeleen lähemmäs hoitomenetelmää, jonka avulla potilaat voidaan herättää nopeasti yleisanestesian antamisen jälkeen, kun he ovat tutkineet mekanismia, jonka avulla ihmiset voivat herätä henkiin.
PNAS-lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat osoittavat, että dopamiinineuronien aktivointi aivojen ventraalisella tegmentaalialueella (VTA) aiheuttaa aktiivisen heräämisen yleisanestesiasta.
Tämä on tärkeää, koska mekanismia, jonka avulla heräämme tajuihin yleisanestesian jälkeen, on toistaiseksi ymmärretty huonosti, sanoo MIT:n aivo- ja kognitiotieteiden laitoksen tutkijasubjektina toimiva Ken Solt ja Massachusettsin keskussairaalassa työskentelevä anestesiologi. Hän johti tutkimusta yhdessä Emery Brownin kanssa, joka on MIT:n lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen neurotieteen Edward Hood Taplin -professori ja Massachusetts General Hospitalin anestesiologi.
”Prosessia, jossa hermopiirit palaavat verkkoon anestesian jälkeen, ei ole tutkittu syvällisesti, ja tämä kiinnosti meitä kliiniseltä kannalta, koska tutkimme keinoja anestesian nopeaan peruuttamiseen”, Solt sanoo.
Tutkijat ovat aiemmin osoittaneet, että Ritalin, jota käytetään yleisesti tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriön (Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD) hoidossa, saa nukutetut rotat heräämään anestesiasta lähes välittömästi.
Ritalin on stimulantti, joka nostaa dopamiinin välittäjäaineen tasoa, jonka tiedetään edistävän valveillaoloa. Mutta aivojen erityiset dopamiinipiirit, jotka säätelevät nukutuksesta heräämistä, jäivät epäselviksi.
Tarkan mekanismin selvittämiseksi tutkijat käyttivät optogenetiikkaa aktivoidakseen valikoivasti dopamiinineuroneja nukutettujen hiirten VTA:ssa.
Tutkijat muokkasivat ensin hiirten VTA:n dopamiinineuroneja ilmentämään valoherkkiä proteiineja. Sen jälkeen he pystyivät aktivoimaan nämä erityiset neuronit säteilemällä niihin sinistä laservaloa.
Muokatut hiiret asetettiin tasaisen nukutusannoksen alle, kunnes ne olivat tajuttomia ja selällään. Tällä tavoin selällään makaaminen on varma merkki siitä, että jyrsijä on tajuton, sillä jopa nukkuessaan niiden oikealle kääntymisrefleksi saisi ne normaalisti kääntymään etukyljelleen, jotta ne olisivat vähemmän haavoittuvaisia saalistajille.
Tutkijat aktivoivat sen jälkeen neuronit valolla, mikä sai ne vapauttamaan dopamiinia. Tämä sai eläimet välittömästi heräämään ja kääntymään ympäri ja monissa tapauksissa aloittamaan kävelyn.
”VTA:n dopamiinineuronien ajatellaan perinteisesti olevan avainasemassa palkitsemisessa, motivaatiossa ja huumeriippuvuudessa, mutta niitä ei oltu oikeastaan luonnehdittu hyvin kiihottumisen yhteydessä”, Solt sanoo. ”Huomasimme kuitenkin, että aktivoimalla dopamiinineuroneja tässä hyvin erityisessä aivojen osassa pystyimme kumoamaan yleisanestesian tilan ja herättämään eläimet.”
Brownen mukaan sen lisäksi, että leikkaussalissa vapautuu arvokasta leikkausaikaa, sellaisen hoidon kehittäminen, jolla ihmiset voidaan herättää nopeasti anestesiasta, voi myös vähentää sivuvaikutuksia.
Nukutuksen jälkeen esimerkiksi monet ihmiset tuntevat olonsa tokkuraiseksi ja huomaavat, että heidän aivonsa eivät toimi kovin hyvin.
”Haluamme saada potilaan kognitiiviset prosessit takaisin täsmälleen sinne, missä ne olivat ennen nukutusta”, Brown sanoo. ”On itsestään selvää, että suuri osa erityisesti iäkkäiden potilaiden aivoista ei toimi yhtä hyvin anestesian jälkeen.”
Tutkijat ovat myös havainneet, että Ritalin voi parantaa hengitystoimintaa, johon anestesia voi myös vaikuttaa haitallisesti.
Tutkijat tekevät nyt lisäkokeita hiirillä selvittääkseen, palautuvatko kognitiiviset toiminnot täysin anestesian jälkeen, kun Ritalinia käytetään.
He tekevät myös kokeita Ritalinilla ihmisillä vahvistaakseen, että se todellakin nopeuttaa toipumista yleisanestesiasta.
”Olemme kaikki nähneet sen täydellisen heräämisen yleisanestesian jälkeen, kun potilas puhuu ja tuntee olonsa täydellisen mukavaksi ja poistuu heräämöstä hyvin lyhyessä ajassa”, sanoo Brown, joka on myös MIT:n lääketieteellisen tekniikan ja tieteen instituutin apulaisjohtaja. ”Jokaisen anestesian pitäisi päättyä näin, mutta näin ei koskaan tapahdu, jos anestesialääkärit pysyvät kiinni vanhoissa prosesseissaan”, hän sanoo.
”Yritämme luoda anestesiakäytäntöihin uuden vaiheen, jossa ihmisen aivot kytketään aktiivisesti takaisin päälle yleisanestesian jälkeen.”