בחדרי ניתוח וביחידות לטיפול נמרץ בבתי חולים, פרופופול היא תרופה מועדפת, בשימוש נרחב להרגעת חולים לנוחיותם או להפוך אותם ללא הכרה מלאה להליכים פולשניים.
פרופופול פועל במהירות ונסבל היטב על ידי רוב החולים כאשר הוא מנוהל על ידי רופא מרדים. אבל מה קורה בתוך המוח כאשר חולים מוכנסים לתחת ומה זה מגלה על התודעה עצמה?
חוקרים ב-UM שחוקרים את אופי התודעה השתמשו בהצלחה בתרופה כדי לזהות את גיאומטריית המוח המורכבת מאחורי המצב הלא מודע, ומציעים מבט חסר תקדים על מבני מוח שבאופן מסורתי היה קשה לחקור.
התודעה הייתה נושא למחקר מנקודות מבט שונות והבנת היסודות הנוירוביולוגיים של התודעה נושאת השלכות עיקריות של דיסציפלינות רפואיות מרובות כמו נוירולוגיה, פסיכיאטריה והרדמה."
Zirui Huang, Ph.D., עוזר מחקר במחלקה להרדמה בבית הספר לרפואה של UM
עד כה, חוקרים התלבטו כיצד חומרי הרדמה מדכאים את התודעה. ספציפית, בין אם אתר הפעולה נמצא בעיקר בתלמוס, מבנה בצורת ביצה עמוק בתוך המוח, שמקבל מידע ממה שאנו רואים, נוגעים ושומעים, או בקליפת המוח, שמעבדת מידע זה בדרכים מורכבות.
מחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature Communications והובל על ידי Huang, George Mashur, MD, Ph.D. ו-Anthony G. Hudetz, Ph.D., ממרכז UM למדעי התודעה מתאר לראשונה בבני אדם כיצד הקשרים בין תאי המוח בשני האזורים החשובים הללו משתנים על ידי פרופופול.
אצל מתנדבים בריאים, הם מיפו שינויים בארכיטקטורת המוח לפני, במהלך ואחרי הרגעת פרופופול, בהנחיית הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית (fMRI). זה איפשר להם לעקוב אחר זרימת הדם לאזורים במוח כאשר משתתפי המחקר נכנסו ויצאו ממצב מחוסר הכרה.
בקו הבסיס, הסביר הואנג, לתלמוס יש רמת פעילות מאוזנת של שני גרעינים ספציפיים (צבירי תאי מוח) ששולחים מידע חושי לאזורים מוגדרים מאוד של קליפת המוח – הידועים כעיבוד unimodal – וגם גרעינים לא ספציפיים ששולחים מידע יותר בצורה מפוזרת לאורך שכבה גבוהה יותר של הקורטקס, המכונה עיבוד טרנס-מודאלי.
הצוות מצא כי תחת הרגעה עמוקה, התלמוס הראה הפחתה דרסטית בפעילות בצבירי תאי מוח האחראים על עיבוד טרנס-מודאלי המוביל לדפוס דו-מודאלי דומיננטי – דבר המצביע על כך שבעוד שקלטים תחושתיים עדיין מתקבלים, אין אינטגרציה של התשומות הללו. .
"התחום מתמקד בהשפעות הרדמה בתלמוס ובקליפת המוח במשך יותר משני עשורים-; אני מאמין שהמחקר הזה מקדם באופן משמעותי את הנוירוביולוגיה", אמר ג'ורג' משעור, MD, Ph.D., פרופסור להרדמה ופרמקולוגיה, ומייסד של מרכז UM למדעי התודעה.
לאחר מכן, הם גילו את סוגי התאים הספציפיים ששיחקו תפקיד במעבר למצב לא מודע ואת הקשר שלהם לשינוי בעיבוד התלמי. התלמוס מכיל לפחות שני סוגי תאים נפרדים, אמר הואנג, תאי ליבה ותאי מטריקס.
"יש לנו כעת הוכחות משכנעות לכך שהקשרים הנרחבים של תאי מטריקס תלמיים עם קליפת המוח מסדר גבוה הם קריטיים לתודעה", אומר הודץ, פרופסור להרדמה ב-UM ומנהל כיום של המרכז למדעי התודעה.
מדמיינים שקליפת המוח מרוחקת כמו בצל, תאי הליבה מתחברים לשכבות נמוכות יותר בעוד שתאי מטריקס מתחברים לשכבות גבוהות יותר בצורה פרושה יותר. על ידי מדידת חתימות ביטוי mRNA – כמו תגי זיהוי לתאים – הם הצליחו לראות שלשיבוש בפעילות של תאי המטריצה תפקיד גדול יותר במעבר לחוסר הכרה מאשר תאי הליבה. הפתעה נוספת הייתה ש-GABA, משדר מעכב מרכזי במוח שנחשב בדרך כלל כמפתח לפעולות של פרופופול, לא נראה כבעל תפקיד בולט כפי שציפו.
"התוצאות מצביעות על כך שאובדן הכרה במהלך הרגעה עמוקה קשור בעיקר לשיבוש התפקוד של תאי המטריצה המופצים ברחבי התלמוס", אמר הואנג.
