新发现！研究人员发现追踪脑电波可以减少术后并发症-杭州脑海科技有限公司

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当患者接受全身麻醉时，他们的大脑活动通常会因陷入昏迷而减慢。更高剂量的麻醉药物可以诱导更深层次的无意识状态，称为爆发抑制（burst suppression），这与患者醒来后的认知障碍有关。

2023年4月26日，麻省理工学院的Elie Adam研究员及其研究团队在Proceedings of the National Academy of Sciences（IF=11.1）上发表了题为“Modulatory dynamics mark the transition between anesthetic states of unconsciousness”的文章，研究分析了麻醉下患者的脑电图模式，揭示了脑电波特征，这项研究可以帮助麻醉师确定患者何时过渡到更深的无意识状态。以防止患者陷入这种状态，进而降低术后脑功能障碍的风险。

根据大脑执行的任务类型，由同步神经元活动产生的脑电波会以不同的频率振荡。当大脑强烈参与心理活动时，它会产生更高频率的β（15-30赫兹）和γ（大于30赫兹）振荡，这被认为有助于组织信息并增强不同大脑区域之间的“交流”。

常用的麻醉药物，如丙泊酚，对这些振荡有显著影响。在丙泊酚或其他麻醉剂诱导的麻醉期间，会增加大脑中GABA能抑制受体（GABAergic inhibitory receptors）的有效性，大脑进入称为慢δα（SDA）的无意识状态。

使用更高剂量的这些麻醉药物，大脑会陷入更深的无意识状态。当处于这种状态时，称为爆发抑制，来自大脑的脑电图记录显示大脑长时间不活动，并被短暂的低振幅振荡打断。当患者进入这种状态时，他们更容易出现术后混乱、谵妄和记忆丧失。这些影响可持续数小时、数天、数周或数月，在老年患者中更为常见。

SDA和爆发抑制产生独特的脑电图模式，然而，研究者尚不清楚两者之间的过渡期间会发生什么。为此，研究人员研究了10名健康志愿者和30名正在接受手术的患者。大多数患者接受静脉注射丙泊酚，其余患者接受七氟醚（一种常用的麻醉气体）。这两种药物都作用于大脑中的GABA受体，从而降低神经元的兴奋性。

丙泊酚介导的无意识状态下脑电动力学的演变

随着丙泊酚剂量的增加，患者的脑电图表现出两种独特的变化模式。第一种模式出现在α波中，它开始起伏不定。随着剂量的增加，增加缩短，减弱延长，直到患者达到爆发抑制状态。

研究人员描述为，“你可以看到一个非常强烈的调制。随着调制变得更加深刻，它最终趋于平缓，这就是大脑达到更深层次状态的时候。“当药物量减少时，α波的振幅再次开始增加。

波和慢δ波调制在丙泊酚介导的无意识期间持续跟踪从SDA到爆发抑制再到SDA的过渡

研究人员还在患者脑电图读数中看到的慢波和Δ波中发现了一种独特的模式。慢波振荡和Δ振荡是最慢的脑电波，随着药物量的增加，这些电波的频率越来越慢，反映了大脑活动的减少。

一名 70 岁男性在丙泊酚介导的无意识下接受了机器人腹腔镜前列腺切除术的脑电图动力学显示 α 振荡消散

研究人员假设异丙酚通过其对神经元代谢的影响来发挥这些作用。据推测，该药物会破坏ATP的产生（ATP是细胞用来储存能量的分子）。随着ATP产量的下降，神经元最终变得无法放电，导致爆发抑制。

研究人员表示“这与老年患者爆发抑制非常频繁的观察结果一致，因为他们的代谢状态可能不如年轻患者调节良好，这些发现可以为麻醉师提供对患者在手术过程中失去知觉状态的进行更精细的控制。研究人员希望基于本研究开发一种算法，可以生成患者正在接近爆发抑制的警告，该警告可以显示在手术室的监视器上。麻醉师也可以通过在患者的脑电图中寻找这些模式来学习做出这种决定。

参考文献

Adam E, Kwon O, Montejo KA, Brown EN. Modulatory dynamics mark the transition between anesthetic states of unconsciousness. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023;120(30):e2300058120. doi:10.1073/pnas.2300058120

资讯来源

htthttps://medicalxpress.com/news/2023-07-tracking-brain-post-op-complications.html

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