Закись азота, широко известная как «веселящий газ», начала использоваться в анестезиологической практике с ХІХ века. Но механизм его действия был не очень хорошо понятен. В исследовании, опубликованном в июле 2015 года в журнале Clinical Neurophysiology, ученые из Массачусетского технологического института выявили определенные важные изменения мозговых волн у пациентов, получавших этот препарат.

закись азота сон исследователи

В течение примерно 3 минут после введения закиси азота в анестезирующих дозах, электроэнцефалограмма (ЭЭГ) обнаруживает высокоамплитудные медленные дельта-волны – выраженный рисунок электрических сигналов, которые проводятся по всей передней части головного мозга с частотой один раз на 10 секунд.

Такая частота является характеристикой нашего самого глубокого сна, но мозговые волны, вызванные закисью азота, были в два раза больше, – и казались в два раза мощнее, — чем те, которые обнаруживаются при сне. «Мы смотрели на это и удивлялись, так как это было совершенно неожиданно, — говорит Эмери Браун, профессор медицинской инженерии в Массачусетском технологическом институте, анестезиолог в Массачусетской общей больнице. – Закись азота контролирует головной мозг способом, которым это не делает никакой больше препарат».

Доктор Браун присоединился к исследованию со-авторов Кары Павон, Олувасеун Акеджу, Аарона Сампсона, Келли Лин и Патрика Пурдона из Массачусетской общей больницы.

Открытие было сделано после того, как доктор Браун начал записывать ЭЭГ у всех своих пациентов, начиная с 2012 года. Наклейки с шестью электродами размещались на лбу пациента, чтобы измерить вольтаж колебаний вследствие совместного эффекта передачи сигналов нейронами в головном мозге. Эти сигналы ЭЭГ поступали в компьютер, который записывал их и отображал данные в виде волн на мониторе. Техника исследования была безопасной и неинвазивной.

Когда семейные врачи объясняют, что такое «анестезия», они иногда описывают ее как «улаживание пациента поспать», используя метафорическое сравнение с нашим самым приближенным опытом. Но сон совершенно не похож на анестезию; это естественное физиологическое состояние снижения бодрствования, во время которого циклы головного изменяются естественным путем от фазы быстрого сна к фазе глубокого сна примерно каждые 90 минут. Кто-то легко пробуждается даже из самых глубоких стадий сна.

Анестезия, для сравнения, является медикаментозно вызванной обратимой комой, во время которой пациент в бессознательном состоянии, не может запоминать, ощущать боль и двигаться – хотя он и физиологически стабилен. Это состояние комы длиться столько, сколько сохраняется введение препаратов. Пациент пробуждается от анестезии, не ощущая прошедшего времени.

Закись азота обычно вводят в конце операции, для того, чтобы сохранить бессознательное состояние пациента, пока более мощные эфирные анестетики выводятся из организма, или вводят вместе с эфирными анестетиками в течение всей операции, чтобы снизить дозы последних.

Доктор Браун говорит, что анестезиологи должны использовать ЭЭГ для контроля за состоянием головного мозга у своих пациентов во время анестезии. Это может улучшить дозирование анестетиков и облегчить беспокойство о пробуждении во время анестезии. «Трудно представить себе, что в 2015 году Вы, как в анекдоте, можете наблюдать это», — сказал доктор Браун.

Он предполагает, что, если чистые, сильные медленные волны, вырабатываемые при введении закиси азота, можно было бы каким-то образом поддерживать в стабильном состоянии, то закись азота можно было бы использовать в качестве мощного анестетика, после которого возможно быстрое восстановление.

Остается загадкой, почему эти большие, медленные волны продолжаются в течение примерно трех минут, несмотря на непрерывное введение закиси азота. Доктор Браун говорит, что, кажется, это происходит из-за своего рода быстрого привыкания или процесса десенситизации.

От указывает на то, что закись азота может блокировать сигналы из ствола головного мозга, которые могут поддерживать бодрствование. Когда определенные рецепторы в таламусе и коре не связаны закисью азота, эти области мозга обычно получают возбуждающие сигналы от нижележащих центров головного мозга. Без этих сигналов развивается потеря сознания, отмечаемая медленными волнами. «Если Вы видите медленные колебания ЭЭГ, думайте, что что-то случилось со стволом мозга», — говорит доктор Браун.

«Следует отметить, что уже было известно то, что закись азота влияет на низкочастотные волны головного мозга, но вызывая уменьшение, а не усиление», — говорит нейробиолог Дэвид Лайли из Технологического университета Суиберна в Австралии, который не принимал участие в исследовании.

Предыдущие исследования в основном изучали более низкие дозы закиси азота – уровни, на которых она оказывает седативное действие, вызывая быстрые бета-волны в головном мозге, которые свидетельствуют о релаксации, но не о потере сознания.

Доктор Браун и его коллеги теперь систематически изучают сигнатуры ЭЭГ и поведенческие эффекты всех основных анестетиков и анестетических комбинаций.