ANESTESIOLOGÍA

La anestesia con propofol desvía drásticamente los viajes de las ondas cerebrales

MIT · 13 mayo 2022

Un estudio publicado en el Journal of Cognitive Neuroscience por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria muestra que el propofol altera sustancialmente la forma en que las diferentes frecuencias de las ondas cerebrales viajan a través del córtex cerebral.

Según los autores, mientras que los cerebros conscientes muestran una mezcla de ondas de varias frecuencias que giran o viajan en línea recta en varias direcciones, los cerebros bajo anestesia de propofol pasaron a estar dominados por potentes ondas delta de muy baja frecuencia que ruedan en línea recta hacia afuera en direcciones opuestas en lugar de girar lentamente alrededor de puntos centrales como lo hacen durante la conciencia. Por su parte, las ondas beta de mayor frecuencia se redujeron y se estructuraron de forma más errática, viajando sólo en direcciones no dominadas por las ondas delta.

Se cree que las ondas viajeras desempeñan muchas funciones importantes, ya que coordinan la actividad de las células cerebrales en las zonas del cerebro que cubren. Entre ellas está la de leer la información de la memoria y mantenerla allí mientras espera a ser utilizada en la cognición. También pueden ayudar a la percepción y actuar como medio para mantener el tiempo en el cerebro. Los hallazgos ilustran, por tanto, lo profundamente que la anestesia altera el estado del cerebro al inducir y mantener la inconsciencia, explica el autor principal, Earl K. Miller.

"Los ritmos que asociamos con la cognición superior se ven drásticamente alterados por el propofol -señala Miller-. Las ondas beta que se observan durante la vigilia son apartadas y redirigidas por las ondas delta que han sido alteradas y potenciadas por el anestésico. Los deltas entran como un elefante en una cacharrería".

Para el coautor Emery N. Brown, estos hallazgos ilustran que hay muchas formas en que los fármacos anestésicos pueden actuar en el cerebro. "Las ondas viajeras generadas por el propofol nos ayudan a apreciar que son muchos los fenómenos dinámicos que crean los anestésicos y que pueden contribuir a la alteración de los estados de excitación, como la inconsciencia. No es razonable, por tanto, pensar que existe un único mecanismo de acción para todos los anestésicos".

El autor principal, Sayak Bhattacharya, dirigió el estudio volviendo a analizar un conjunto de datos grabados de dos animales mientras eran sometidos a anestesia con propofol, permanecieron en ese estado durante un tiempo y luego fueron devueltos a la conciencia. Según el investigador, esto es importante porque aunque las ondas viajeras se han observado en sujetos bajo anestesia muchas veces, este estudio es uno de los primeros en rastrearlas en sujetos durante todo el proceso de pérdida y recuperación de la conciencia.

"Ningún estudio ha observado cómo las ondas viajeras cambian directamente de la vigilia a la anestesia y luego de nuevo a la vigilia en el mismo experimento –apunta-. Controlamos continuamente cómo se comportaban estas ondas cuando los animales estaban en estado de vigilia, y luego cómo cambiaban cuando se producía la pérdida de conciencia, y después de nuevo cuando se recuperaba la conciencia - todo ello en los mismos animales, en una sesión experimental continua. Esto nos permitió explorar en tiempo real cómo se alteraban las vías neuronales que producen las ondas".

En el nuevo análisis, Bhattacharya y sus coautores encontraron cambios significativos no solo por la frecuencia, sino también por la dirección de la onda, la velocidad, la organización estructural y la forma planar frente a la rotacional.

"Nuestra hipótesis es que la ruptura drástica de las ondas viajeras beta y su redirección podrían contribuir a la pérdida de conciencia bajo anestesia con propofol", añade el autor principal.

En particular, los resultados del estudio sugieren una importante diferencia entre la anestesia y el sueño, ya que es un error común pensar que ambos estados de inconsciencia son similares. En el sueño normal, las ondas delta se desplazan según un patrón de rotación que puede proporcionar la sincronización que induce la "plasticidad dependiente de la sincronización de los picos" necesaria para consolidar los recuerdos de las experiencias acumuladas durante el día. Sin embargo, bajo el propofol, las ondas delta se vuelven planas en lugar de giratorias, lo que interrumpe este mecanismo de ayuda a la memoria y priva al cerebro de una función clave del sueño.

Referencia: J Cogn Neurosci. 2022;1-13. doi:10.1162/jocn_a_01856