امواج مغزی در بیهوشی با مواد هوشبر متفاوت

فهرست مطالب

پژوهشگران دانشگاه میلان ایتالیا، دانشگاه ویسکانسین ایالات متحده امریکا، دانشگاه لیژ بلژیک، و دانشگاه لوون بلژیک در پژوهشی مشترک به بررسی وضعیت و تفاوت امواج مغزی در بیهوشی با طیف مواد هوشبر پرداختند.

???در این پژوهش ۱۵ داوطلب سالم در سه گروه زنون، پروپوفول، یا کتامین دریافت کرده و EEG استراحت آنها پیش و حین بیهوشی مورد بررسی قرار گرفت.

???نتایج نشان دادند:

توان طیفی EEG حالت استراحت در هشیاری و مصرف کتامین از وضعیت کاهش هشیاری یا بیهوشی با زنون و پروپوفول متفاوت است.
فقدان هشیاری به تدریج منجر به کاهش منفی توان طیف در تمامی شرکت‌کنندگانی شد که با زنون یا پروپوفول بیهوش شده بودند.
کاهش چگالی توان طیف در بیهوشی با کتامین مشابه با حالت هشیاری است؛ صاف شدن فرکانس های بالا (۲۰-۴۰هرتز) است.
توان طیفی EEG به میزان بالایی با شاخص پیچیدگی آشفتگی (PCI) در ارتباط است که می‌توان ان را بعنوان نشانگر هشیاری در نظر گرفت.
هرچه میزان چگالی توان طیفی در EEG استراحت بالاتر باشد، بیهوشی فرد با مواد هوشبر عمیق‌تر است.

The spectral exponent of the resting EEG indexes the presence of consciousness during unresponsiveness induced by propofol, xenon, and ketamine

Abstract

Despite the absence of responsiveness during anesthesia, conscious experience may persist. However, reliable, easily acquirable and interpretable neurophysiological markers of the presence of consciousness in unresponsive states are still missing. A promising marker is based on the decay-rate of the power spectral density (PSD) of the resting EEG.

We acquired resting electroencephalogram (EEG) in three groups of healthy participants (n = ۵ each), before and during anesthesia induced by either xenon, propofol or ketamine. Dosage of each anesthetic agent was tailored to yield unresponsiveness (Ramsay score = ۶). Delayed subjective reports assessed whether conscious experience was present (‘Conscious report’) or absent/inaccessible to recall (‘No Report’).

We estimated the decay of the PSD of the resting EEG—after removing oscillatory peaks—via the spectral exponent β, for a broad band (1–۴۰ Hz) and narrower sub-bands (1–۲۰ Hz, 20–۴۰ Hz). Within-subject anesthetic changes in β were assessed. Furthermore, based on β, ‘Conscious report’ states were discriminated against ‘no report’ states. Finally, we evaluated the correlation of the resting spectral exponent with a recently proposed index of consciousness, the Perturbational Complexity Index (PCI), derived from a previous TMS-EEG study.

The spectral exponent of the resting EEG discriminated states in which consciousness was present (wakefulness, ketamine) from states where consciousness was reduced or abolished (xenon, propofol). Loss of consciousness substantially decreased the (negative) broad-band spectral exponent in each subject undergoing xenon or propofol anesthesia—indexing an overall steeper PSD decay.

Conversely, ketamine displayed an overall PSD decay similar to that of wakefulness—consistent with the preservation of consciousness—yet it showed a flattening of the decay in the high-frequencies (20–۴۰ Hz)—consistent with its specific mechanism of action. The spectral exponent was highly correlated to PCI, corroborating its interpretation as a marker of the presence of consciousness. A steeper PSD of the resting EEG reliably indexed unconsciousness in anesthesia, beyond sheer unresponsiveness.