Opća anestezija svakodnevno omogućuje milijune operacija, ali postoji nešto što znanstvenici još uvijek ne mogu do kraja objasniti: kako točno anestetici dovode do gubitka svijesti. Nova istraživanja pritom otkrivaju sve više tragova o tome kako naš mozak stvara ono što nazivamo sviješću.
Zamislite da možete pritisnuti prekidač i na nekoliko sati potpuno izgubiti svjesnost o svijetu oko sebe, bez osjećaja vremena, bez svjesnog doživljaja operacije i, u pravilu, bez sjećanja na ono što se događalo.
Upravo to liječnici svakodnevno postižu općom anestezijom.
No iako se anestetici u medicini koriste desetljećima, način na koji oni mijenjaju rad mozga i dovode do gubitka svijesti još nije u potpunosti razjašnjen.
A upravo bi taj odgovor mogao pomoći u rješavanju jednog od najtežih pitanja moderne znanosti: kako nastaje svijest?
Nekada se operiralo bez anestezije
Danas je teško zamisliti operaciju bez anestezije, ali kroz najveći dio ljudske povijesti upravo je tako izgledala medicina.
Amputacije i drugi teški kirurški zahvati izvodili su se na pacijentima koji su bili potpuno budni. Jedan od poznatijih primjera je britanski admiral Horatio Nelson, kojem je krajem 18. stoljeća amputirana desna ruka. Prema legendi, tijekom zahvata ponuđen mu je tek gutljaj ruma.
Pojava opće anestezije sredinom 19. stoljeća potpuno je promijenila kirurgiju.
Danas se opća anestezija primjenjuje tijekom više od 350 milijuna operacija godišnje, navodi BBC.
Unatoč tome što liječnici vrlo dobro znaju kako koristiti anestetike, još uvijek nije potpuno jasno što se događa u mozgu u trenutku kada svijest nestaje.
Anestetici prekidaju komunikaciju u mozgu
Postoji više vrsta anestetika. Neki djeluju prvenstveno na bol, dok drugi izazivaju pospanost i opuštanje.
Kod opće anestezije cilj je postići stanje bez svijesti u kojem pacijent ne doživljava zahvat.
Među najčešće korištenim anesteticima je propofol, dok se neke druge tvari, poput ksenona, koriste znatno rjeđe.
Kemijska struktura tih tvari može biti vrlo različita, ali njihovi učinci na mozak imaju neke zajedničke karakteristike.
Čini se da anestetici, među ostalim, smanjuju sposobnost različitih dijelova mozga da međusobno komuniciraju.
Snimanja mozga pokazuju i smanjenje ukupne moždane aktivnosti.
Ali tu počinje pravi znanstveni problem.
Je li potrebno „ugasiti“ cijeli mozak kako bi svijest nestala ili je dovoljno promijeniti rad samo nekoliko ključnih područja?
Talamus bi mogao imati važnu ulogu
Jedno od područja koje znanstvenici posebno proučavaju jest talamus.
Smješten duboko u mozgu, talamus djeluje kao svojevrsno komunikacijsko središte koje povezuje različita područja mozga. Važan je i za održavanje budnosti te sudjeluje u regulaciji spavanja.
Istraživanja pokazuju da se talamus među prvim područjima mozga počinje mijenjati pod djelovanjem opće anestezije.
Zbog toga se pojavila zanimljiva teorija: možda anestetici na neki način „preuzimaju“ prirodne moždane mehanizme koji nas svakodnevno vode iz budnosti u san.
Profesor biokemije i anesteziologije Nick Franks s Imperial Collegea u Londonu upozorava, međutim, da još nije poznato je li talamus doista pokretač cijelog procesa.
Eksperimenti na životinjama pokazuju da se stimulacijom određenog dijela talamusa životinja može probuditi iz anestezije. Slična se mogućnost istražuje i kod pojedinih pacijenata u komi.
Mozak možda nije jednostavno „uključen“ ili „isključen“
Još zanimljivija pitanja pojavila su se kod ljudi koji se tijekom operacije neplanirano djelomično osvijeste.
Pojava je poznata kao nenamjerna svjesnost tijekom anestezije. Riječ je o rijetkim slučajevima u kojima se pacijent nakon operacije može prisjetiti određenih dijelova zahvata.
Prema procjenama navedenima u BBC-jevu izvještaju, takvo iskustvo može doživjeti otprilike jedan od 15.000 pacijenata.
Britanski anesteziolog Jaideep Pandit smatra da bi takvi slučajevi mogli ukazivati na postojanje svojevrsnog „trećeg stanja“ svijesti – između uobičajene budnosti i potpunog gubitka svijesti.
U jednom eksperimentu pacijenti su dobili anestetik i lijek za opuštanje mišića. Istraživači su posebnom tehnikom spriječili da lijek paralizira jednu podlakticu.
Pacijenti su tako mogli pomaknuti šaku čak i kada nisu pokazivali uobičajene znakove budnosti.
Otprilike trećina ispitanika uspjela je na naredbu stisnuti prste istraživača.
Nalaz je otvorio mogućnost da svijest nije jednostavno stanje koje postoji ili ne postoji, nego da između budnosti i potpunog gubitka svijesti mogu postojati različite razine.
Gdje se zapravo nalazi svijest?
To je pitanje koje znanstvenici pokušavaju riješiti desetljećima.
Znamo da je svijest povezana s aktivnošću mozga, ali još nije jasno kako aktivnost milijardi živčanih stanica stvara naše subjektivno iskustvo – osjećaj da vidimo, čujemo, mislimo i doživljavamo svijet oko sebe.
Anestezija je posebno zanimljiva jer omogućuje znanstvenicima da relativno brzo promatraju prijelaz iz svjesnog stanja u stanje bez svijesti, a zatim i povratak svijesti.
Istraživač Andrea Luppi sa Sveučilišta u Cambridgeu proučavao je upravo to pitanje koristeći funkcionalnu magnetsku rezonanciju.
Zanimalo ga je kako se tijekom anestezije mijenja funkcionalna povezanost mozga, odnosno način na koji različita područja međusobno komuniciraju.
Rezultati su bili zanimljivi.
Pod anestezijom mozgovi postaju sličniji
Dok smo budni, način na koji različiti dijelovi našeg mozga međusobno komuniciraju vrlo je složen i individualan.
Ta aktivnost može biti toliko karakteristična da se uspoređuje s neuralnim „otiskom prsta“.
No kada su ljudi pod općom anestezijom, njihovi se obrasci moždane aktivnosti međusobno više približavaju.
Drugim riječima, mozgovi različitih ljudi pod anestezijom postaju sličniji.
Još je zanimljivije da mozak čovjeka pod anestezijom postaje sličniji mozgu drugih primata. To bi moglo upućivati na to da anestetici posebno snažno utječu na dijelove mozga koji su se relativno kasno razvili tijekom evolucije.
Luppijeva istraživanja podupiru ideju da svijest možda nije smještena u jednom određenom dijelu mozga.
Umjesto toga, mogla bi nastajati iz složene suradnje brojnih moždanih područja.
Kao da se prekida komunikacijska mreža
Dok smo budni, različita područja mozga mogu međusobno komunicirati čak i kada nisu izravno povezana.
Pod anestezijom ta se sposobnost smanjuje.
Mozak tada više nalikuje mreži u kojoj različita područja mogu razmjenjivati informacije uglavnom unutar svojih izravnih veza.
Kako prenosi BBC, upravo bi takav gubitak komunikacije između udaljenih dijelova mozga mogao biti jedan od ključnih procesa koji dovode do gubitka svijesti tijekom opće anestezije.
To bi značilo da svijest nije posljedica rada jednog „centra svijesti“, nego načina na koji brojna područja mozga međusobno surađuju.
Što nam u tome mogu otkriti psihodelici?
Zanimljivo je da istraživanja anestetika mogu pomoći i u razumijevanju suprotnog fenomena – stanja u kojima se komunikacija između različitih područja mozga povećava.
To se, prema nekim istraživanjima, događa pod utjecajem psihodeličnih tvari poput LSD-a i psilocibina.
Dok anestetici smanjuju komunikaciju između udaljenih dijelova mozga, psihodelici je mogu proširiti i otvoriti nove obrasce komunikacije.
Usporedba tih dvaju stanja znanstvenicima daje dodatne tragove o tome kako mozak stvara različite oblike svjesnog iskustva.
Odgovor na veliku zagonetku još nije pronađen
Unatoč brojnim istraživanjima, znanstvenici još uvijek ne znaju točno gdje i kako nastaje svijest.
Anestezija im, međutim, daje jedinstvenu priliku da proučavaju što se događa kada svijest nestane i što se događa kada se ponovno pojavi.
„Naše razumijevanje svijesti prilično je rudimentarno“, rekao je za BBC, Boris Heifets, profesor anesteziologije na Sveučilištu Stanford.
Upravo zbog toga lijekovi koji se svakodnevno koriste u operacijskim dvoranama možda imaju još jednu, neočekivanu ulogu.
Osim što omogućuju liječnicima da sigurno izvedu operaciju, anestetici bi mogli pomoći znanstvenicima da odgovore na jedno od najdubljih pitanja o ljudskom mozgu: kako iz aktivnosti živčanih stanica nastaje svijest.
