麻醉大幅转移脑电波的旅行

有意识的大脑想象成一片翻滚碰撞和波的扩散理论不同的大小和形状,围绕在许多不同的方向和流动。现在想象一个远洋班轮尴尬地通过,压扁的一切痕迹以其强大的背后,离别。一项新的研究发现,无意识常用药物异丙酚诱导的这样对更高频率的脑电波的影响,似乎扫到一边,,作为一个明显的结果,全面意识了。

把更直截了当的是,研究认知神经科学杂志》由麻省理工学院的科学家们Picower研究所学习和记忆显示,异丙酚显著改变有不同的频率大脑海浪穿越大脑的表面,或皮质。而有意识的大脑表现出波的混合各种频率在不同的方向上连续旋转或旅行,大脑在异丙酚麻醉成为占主导地位的强大,非常低的频率“δ”波浪卷直向相反的方向,而不是慢慢地绕着中央点在意识一样。更高的频率“测试版”,与此同时,变得越来越不规律的结构,只在旅行的方向不是由飙升δ波。

旅行波假设来执行许多重要的功能,因为他们协调脑细胞的活动在他们的大脑区域覆盖。这些包括从内存中读取信息和持有它在那里等待用于认知。他们也可能帮助感知和行动的时间保持在大脑中。结果因此说明深刻的麻醉改变大脑的状态的状态诱发和保持无意识,资深作家厄尔·k·米勒说,Picower麻省理工学院神经科学教授的大脑与认知科学系。

“节奏与更高的认知由异丙酚大大改变,”米勒说。“β波旅行时清醒推到一边,重定向δ波,旅行已经改变了,变得更强大的麻醉剂。三角洲是通过在中国商店像一头公牛。”

文章的第二作者金刚砂n·布朗说,这一发现说明,有很多方法麻醉药物可以作用于大脑。

“异丙酚所产生的波旅行帮助我们明白有很多动力现象,麻醉剂创建有助于改变兴奋无意识等州,”布朗说,麻醉师在马萨诸塞州总医院和爱德华·胡德近代计算神经科学的教授和麻省理工大学健康科学和技术。“这是不合理的,因此,认为有一个对所有麻醉剂的作用机制。”

作者Sayak Bhattacharya博士后Picower米勒研究员的实验室,研究通过re-analyzing数据集从两只动物,因为他们经历了异丙酚麻醉记录,在那个州待了一段时间,然后被带回来的意识。巴塔查里亚说,这很重要,因为波旅行时曾被观察到在学科麻醉很多次,本研究首先受试者在整个过程中跟踪它们的丧失和恢复意识。

“没有研究观察旅行波变化直接从清醒麻醉,然后再回到清醒在同样的实验中,”他说。“我们持续监控这些波是如何表现的动物在清醒状态时,意识丧失发生时如何改变,然后再次当recovery-of-consciousness发生在相同的动物,在一个连续的实验。这允许我们去探索实时神经通路产生海浪是如何改变了。”

实验室的第一个数据集的分析,在2021年出版,记录了一个深刻的转向δ波但是没有测量海浪的旅游性质。

在新的分析,巴塔查里亚和她的同事发现显著变化的不仅仅是频率,而且波方向、速度、结构组织和平面与旋转的形式。

“Slow-frequencyδ波(~ 1 Hz)增加而高频波(8-30 Hz)减少,”作者写道。“slow-delta波加速,成为更多的空间组织。他们变得更加平面(旋转)和增加镜像波旅行在相反的方向。不管方向slow-delta波流在失去意识后,他们占主导地位。高频波下降和失去结构失去意识后,尽管显示(波)能力增强,流动在方向优先slow-delta波少。”

动物恢复意识后,他们的波形异丙酚政府之前就回到了原来的位置。这两个政权之间的明确协会(自由β麻醉期间麻醉与三角洲优势之前或之后)和国家意识的强烈建议连接,巴塔查里亚说。

“我们假设的剧烈分解β波旅行和重定向可能造成的损失意识异丙酚麻醉下,”他说。

值得注意的是,这项研究的发现一个重要的方式麻醉不同于睡眠(这是一个常见的误解,无意识是相似的两个国家)。在正常睡眠δ波旅行在一个旋转模式可能提供的时机,引发“尖峰时间依赖性可塑性”需要巩固白天的记忆经验积累。下异丙酚然而,δ波成为平面,而不是旋转,扰乱这个memory-aiding机制和剥夺睡眠的大脑的一个关键的功能。