Narkos och naturlig samn paverkar hjarnan nastan pa samma satt

Vad händer i våra hjärnor när vi förlorar medvetandet om vår omgivning och om oss själva under naturlig sömn eller då vi blir nedsövda.  Forskare i Åbo söker svar på frågan med en ny metod och med funktionella bildundersökningar av hjärnan.  Forskarna har lyckats särskilja förändringarna i medvetandet under narkos och sömn från de mera omfattande förändringarna i hjärnan som narkos och sömn leder till. 

En av vetenskapens största utmaningar är att utreda den biologiska grunden till människans medvetande.  För att undersöka människans medvetande har forskningen undersökt förändringarna i medvetandet som sker vid sömn respektive narkos.  Dock hart många forskningsupplägg varit förenklingar och tolkningen av resultaten har varit svåra.

- Vår utmaning har varit att uppgöra en testmetod där sömn och narkos skulle skilja sig endast till den del det gäller medvetandet.  Den nya metod som vi utvecklat löser många av de tidigare problemen och påvisar för första gången de mekanismer i hjärnan som ligger bakom vad som kallas kopplat medvetande, berättar docenten i farmakologi, Harry Scheinin, anestesiolog och huvudforskare för detta projekt.

Innovativ testmetod

Hjärnans aktivitet mättes med en bildmetod som kallas positronemissionstomografi (PET). Undersökningen gjordes då de friska, frivilliga testpersonerna befann sig vid två olika nivåer av medvetande.

Först undersöktes testpersonerna i vaket tillstånd och under stigande dos av två olika läkemedel som används för att försätta personen i narkos. Personen fick slumpmässigt antingen propofol eller dexmedetomidin i stigande dos tills hen inte längre reagerade.  Dessa läkemedel används för att försätta patienter i narkos. Sedan undersöktes samma testpersoner sedan de, efter att ha vakat en längre tid, var i ett trötthetstillstånd och sedan de somnat spontant och befann sig i vad som kunde kallas basalsömn (non-REM-sömn).  

Det hörde till båda undersökningarna att testpersonerna väcktes varefter de intervjuades omedelbart om vilka subjektiva upplevelser de eventuellt erfor under den period då de inte reagerade. Testpersonens medvetande var frikopplat då hen inte reagerade under narkosen samt då hen var i non-REM-sömn. Under dessa tider kunde man inte konstatera att testpersonen skulle ha stått i kontakt med sin omgivning. För metoden var det väsentligt att doseringen av narkosmedicinerna inte ändrades trots att testpersonens beteendetillstånd ändrades.

–  Detta testupplägg var kungstanken i vår forskning och gjorde det möjligt att särskilja narkosmedicinernas övergripande effekt från deras särskilda effekt på medvetandet, säger Annalotta Scheinin, anestesiolog i doktorsutbildning. Hos står som första författare i den vetenskapliga artikeln om det nya fyndet. 

Nytt nätverk upptäcktes i hjärnfunktionen om människans medvetande

Forskarna jämförde sedan PET-resultaten då testpersonerna reagerade och var kopplade till omvärlden med testpersoner som inte reagerade och var frikopplade från omvärlden. Det visade sig att aktiviteten i vissa viktiga områden av hjärnan (talamus, främre gördelvindlingen, vinkelvindlingen) var olika oberoende av om personen fick narkosmedel eller inte, av narkosmedlets koncentration och av riktningen i vilken medvetandet ändrades. Förvånansvärt likadana förändringar framkom då naturlig sömn jämfördes med medvetandetillståndet precis före personen insomnade. Aktivitetsförändringarna i de olika delarna av hjärnan var mycket mer omfattande, då resultaten av testpersonerna som var frikopplade från omvärlden jämfördes med resultaten då de var i normalt vaket tillstånd. Fynden gällande medvetande var således separata och kunde isoleras från den övergripande effekt som narkosmedlen eller som naturlig sömn förorsakar – dessa kännetecknades av nedsatt aktivitet i större delar av hjärnbarken.

Dessa fynd visar att människan har ett centralt kärnnätverk i hjärnan som är väsentligt för vårt medvetande.

– Narkos förefaller att påminna mera om normal sömn än vad man av hävd har trott. Denna tolkning av fynden är dock helt samstämmig med våra tidigare forskningsresultat där vi använde EEG-mätningar ("hjärnfilm"), berättar Harry Scheinin.

Subjektiva upplevelser är vanliga under narkos

Ett särskilt intressant fynd var att trots att testpersonen inte reagerade, var hen sällan helt utan medvetande, alltså i avsaknad av alla subjektiva upplevelser. De flesta testdeltagare berättade att de hade haft invärtes upplevelser, vanligen drömmar. Detta är inte något nytt i sig, då patienterna efter uppvaknande från sin operation rätt ofta berättar att de drömt under narkosen. 

– Dock var tiden mellan väckning och intervjun kort och därför har vi genom denna forskning fått en allt bättre uppfattning om vad narkos innebär. I motsats alltså till vad man oftast trott, förutsätter en framgångsrik narkos inte total avsaknad av medvetande. Det räcker om vi särskiljer patientens erfarenheter från det som händer i omgivning, d.v.s. i operationssalen, säger Annalotta Scheinin.

Resultaten belyser människomedvetandets neurologi och ger ny kunskap om hur hjärnan fingerar mellan vakenhet och total medvetslöshet. Forskningsresultaten kan också förändra vad man för närvarande anser att narkos egentligen är.

Denna forskning har genomförts i det nationella PET-centret som är ett gemensamt forskningsinstitut för Åbo universitet, Åbo akademi och Åucs.  Forskningen är ett samarbetsprojekt mellan forskargrupperna som dras av Harry Scheinin som forskar i anestesimekanismer och av professor Antti Revonsuo vars forskning gäller människans medvetande och hjärnan ur filosofisk och psykologisk synvinkel. Också professor Michael Alkire från universitetet i Kalifornien, USA, medverkar i projektet.

Text: Tilda Junko

Bild: Illustrations bild