Hogyan módosítják a tudatot az érzéstelenítők?

Anesztéziát már kétszáz éve végeznek – az érzéstelenítéshez kötődik az orvostudomány történetének egyik legnagyobb kihagyott lehetősége –, azonban az elmúlt öt évben elkezdődött a tudatmódosítás mibenlétével kapcsolatos vizsgálatok aranykora.

Angyaltrombita és sisakvirág

Még mindig nem tudjuk, hogyan működnek az általános anesztetikumok, holott körülbelül kétszáz éve használjuk őket. Mindez persze nem meglepő – írja Linda Geddes a New Scientist legutóbbi számában -,hiszen még mindig nem értjük magát a tudatosságot: hogyan alakul ki, vagy egyáltalán, mi is az. Így pedig hogyan érthetnénk meg, hogy az altatószerek hogyan függesztik fel ideiglenesen tudatosságunkat, én-érzésünket, memóriánkat.

A legújabb képalkotó vizsgálatok révén azonban oldódni kezdett a homály: az elmúlt öt évben drámai mértékben megnőtt azoknak a vizsgálatoknak a száma, amelyek a tudatosság kérdését vizsgálják, illetve azt, hogy az anesztetikumok hogyan módosítják a tudatot. “Egy aranykor kezdetén tartunk” – nyilatkozta a New Scientistnek George Mashour, a University of Michigan aneszteziológusa.

Egy japán sebész, Seishu Hanaoka volt az első, aki anesztéziában műtétet hajtott végre: 1804-ben megoperált egy mellrákban szenvedő nőt. A páciens félévvel túlélte a műtétet, a tumor továbbterjedése miatt halt meg. Mint a General Anaesthesia című szaklap honlapján olvashatjuk,

Seishu a tradicionális japán gyógyászatban használt növények keverékét használta az általános érzéstelenítéshez; az összetevők angyaltrombita (Datura metel) és sisakvirág (Aconitum japonicum) voltak. Az előbbi szkopolamint, hyoscyamint és atropint tartalmaz, ezeket ma is használják nyugtatóként, illetve izomrelaxánsnak, míg a sisakvirág neurotoxikus akonitint tartalmaz. A hatás fokozása céljából Ligusticum wallichii és Arisaema serratum is került a keverékbe. (A japán sebész egyébként állatkísérletek mellett saját feleségén kísérletezte ki a hatásos dózist – az asszony a kísérletek eredményeképp megvakult.) A sebész élete során több mint 150 műtétet hajtott végre általános anesztéziában, Japán 1853-ig tartó bezárkózása miatt Nyugaton mégis ismeretlen maradt a módszer. Addigra a Nyugat már a saját módszereit fejlesztette, így a Massachusetts General Hospital-ban 1846-ban megtörtént az első nyugati általános érzéstelenítéses műtét: a hatóanyag éter volt, a szervezetbe juttatás módja az inhaláció. Az intravénás anesztetikumok az 1920-as években terjedtek el, az izomrelaxánsok az 1940-es években.

Dinitrogén-oxid, éter, kloroform

Az érzéstelenítéshez kötődik az orvostudomány történetének egyik legnagyobb kihagyott lehetősége: Joseph Priestley 1772-ben felfedezte a dinitrogén-oxidot, illetve 1799-ben egy másik brit, Humphry Davy felfedezte annak fájdalomcsillapító hatását is, azonban a későbbiekben a tudományos akadémiát is vezető Davy csak tudósokból és művészekből álló baráti körében népszerűsítette a nevetőgáznak, illetve kéjgáznak is hívott szer pszichedelikus hatásait.

Amerikában egy fogorvos, Horace Wells próbálta foghúzások érzéstelenítésére elterjeszteni a dinitrogén-oxidot, azonban a vezető bostoni kórházban 1845-ben tartott demonstrációja kudarcba fulladt, így a későbbiekben a sokkal veszélyesebb éter, illetve kloroform használata terjedt el.

A tudatosságról, illetve az éberségről korábban azt gondolták, hogy vagy van, vagy nincs, mára már tudjuk, hogy fokozatai vannak. A tipikus páciens az altatás kezdetekor részegség-szerű állapotba kerül – írja az idézett New Scientist-cikk, amire az altatás megszűnte után általában nem emlékszik, majd elveszti az eszméletét, amit úgy állapítanak meg, hogy a mozgásra felszólító utasításokra nem reagál. Nagyon ritkán azonban az is előfordul, hogy az illető csak mozogni nem tud, de a tudatánál van, és a későbbiekben visszaemlékszik az operáció alatt történtekre.

Természetesen vizsgálják azt is, hogy mi lehet az ilyen esetek kialakulásának oka. A módszer meglehetősen érdekes: megakadályozzák, hogy az anesztézia során alkalmazott izomrelaxáns elérjen az alany egyik karjába: leszorítják annak ütőerét, így az illető még éppen meg tudja mozdítani az ujjait, ha tudatánál van.

Propofol, izofurán

Az anesztéziát napjainkban propofol-injekcióval indítják – ezt a szert használta túlzott mértékben Michael Jackson elalvássegítőnek, illetve egy szokatlan felhasználásáról (retrográd amnéziát okozó tulajdonságának kihasználásáról) korábban a medicalonline is beszámolt. Ha az operáció tovább tart néhány percnél, a propofol után inhalált anesztetikum, pl. izoflurán következik.

A kutatók számára nagy kérdés, hogy hogyan lehetséges, hogy az anesztetikumok roppant változatosak kémiailag (pl. komplex molekulák, mint a barbiturátok, vagy egyszerűen atomok, mint a xenon), hatásuk mégis azonos. Az 1980-as években rájöttek, hogy a propofol a GABA-receptorokhoz kötődik, de azt még mindig nem tudjuk, hogy ennek következtében hogyan alakul ki a tudatvesztés. Funkcionális MRI-vel vizsgálva kiderül, hogy mely agyterületeket deaktiválják az anesztetikumok, de hogy melyik agyterület a felelős az öntudatért, talán nem is értelmes kérdés.

Az elmúlt évtizedben az a kép bontakozott ki, hogy a tudatért nem egyes agyterületek lehetnek a felelősek, hanem egy globális agyi hálózat. Az érzékszervi információ az elsődleges szenzoros kérgi területről ebbe a hálózatba érkezik be, és az élmény csak itt válik tudatossá, miután a hálózat neuronjai szinkronizált tüzelésbe kezdenek. Az öntudat akkor függesztődik fel, amikor a szinkronizált működés megszűnik, azaz amikor az agy képtelenné válik arra, hogy integrálja a beérkező információt – írják a Science-ben Giulio Tononi és munkatársai.

Az agykéreg egyes izolált területei ekkor is reagálhatnak a külső ingerekre, azonban az idegi aktivitás nem terjed tovább az agyi hálózat többi területeihez – teszi hozzá Steven Laureys, aki a belgiumi Liége egyetemén Kómakutatási Csoportot vezet (Brain connectivity in pathological and pharmacological coma, Frontiers in Systems Neuroscience).

Egy újabb lépést jelent az anesztetikumok hatásmódjának tisztázása felé a Hamburgi Egyetem kutatóinak, Andreas Engelnek és munkatársainak a felfedezése: propofolos mély altatásban nem arról van szó, hogy kikapcsolódnak egyes agyterületek, hanem azért szűnik meg a kommunikáció a különböző agyterületek között, mert abnormálisan erőssé válik a szinkronitás, így megszűnik a specifikus információ-átadás lehetősége. Különösen a visszajelzést szolgáltató információáramlás gátlódik. A feedback jelzések ugyanakkor állnak helyre, amikor a tudatosság visszatér (George Mashour és munkatársai, PLoS One).