Cosa succede nel cervello durante lo stato d’incoscienza?

Alcuni autori hanno indagato come gli aspetti spaziali e temporali della funzione cerebrale si interrompano durante l'incoscienza, come possiamo misurare quella sospensione e le implicazioni per l'elaborazione delle informazioni.

ID Articolo: 152669 - Pubblicato il: 15 marzo 2018
Cosa succede nel cervello durante lo stato d’incoscienza?
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Quando i pazienti si sottopongono a un intervento chirurgico complesso, vengono spesso sottoposti ad anestesia per consentire al cervello di trovarsi in uno stato di “incoscienza”. Ma cosa avviene nel cervello in quel momento? Tre ricercatori della Facoltà di Medicina del Michigan sono autori di tre nuovi articoli che esplorano questa domanda – specificamente come vengono sospese le trasmissioni a livello della rete cerebrale in associazione con una varietà di stati di incoscienza.

 

Messaggio pubblicitario “Questi studi derivano da un’ipotesi di lunga data che i miei colleghi e io abbiamo avuto riguardo alla caratteristica essenziale del perché siamo consapevoli e di come diventiamo inconsci, sulla base di modelli di trasferimento di informazioni nel cervello”, afferma George A. Mashour, MD, Ph.D., professore di anestesiologia, direttore del Center for Consciousness Science e direttore associato per la ricerca clinica presso la University of Michigan Medical School.
Negli studi, il team non esplora solo il modo in cui le reti cerebrali si frammentano, ma anche il modo migliore per misurare ciò che sta accadendo:

Lavoriamo da un decennio per capire in modo più raffinato come gli aspetti spaziali e temporali della funzione cerebrale si interrompono durante l’ incoscienza, come possiamo misurare quella sospensione e le implicazioni per l’elaborazione delle informazioni

afferma Uncheol Lee, Ph. D., fisico, assistente professore di anestesiologia e direttore associato del Center for Consciousness Science.

Cosa accade durante l’incoscienza? La risposta attraverso tre studi

Questi tre studi, così come altri lavori del Center for Consciousness Science, trovano fondamento in una teoria prodotta da Mashour. “Ho pubblicato un articolo teorico quando collaboravo in anestesiologia suggerendo che l’anestesia non funziona spegnendo il cervello di per sé, ma piuttosto isolando i processi in certe aree del cervello”, dice Mashour. “Invece di vedere una rete cerebrale altamente connessa, l’anestesia si traduce in una serie di isole con cognizioni ed elaborazioni isolate: abbiamo preso questo pensiero, così come il lavoro degli altri, e ci siamo basati su questa ricerca”.

Nello studio del Journal of Neuroscience, il team ha analizzato diverse aree del cervello durante la sedazione, l’anestesia chirurgica e uno stato vegetativo. “Spesso viene suggerito che diverse aree del cervello che tipicamente parlano tra loro sfuggono alla sincronizzazione durante l’ incoscienza dice Anthony Hudetz, Ph.D., professore di anestesiologia, direttore scientifico del Center for Consciousness Science e autore senior dello studio.

Abbiamo notato che nelle prime fasi della sedazione, la sequenza temporale dell’elaborazione delle informazioni si allunga e le aree locali del cervello si connettono più strettamente all’interno di se stesse. Questo processo potrebbe portare all’incapacità di connettersi con aree distanti.

Messaggio pubblicitario Nello studio Frontiers in Human Neuroscience, il team ha approfondito il modo in cui il cervello integra le informazioni e come ciò possa essere misurato nel mondo reale: “Abbiamo intrapreso un compito computazionale molto complesso di misurazione dell’integrazione delle informazioni nel cervello e l’abbiamo trasformato in un compito più gestibile”, afferma Lee, autore senior dello studio.“Abbiamo dimostrato che quando il cervello diventa più modulare e ha più conversazioni locali, la misura dell’integrazione delle informazioni inizia a diminuire. Essenzialmente, abbiamo esaminato come si stava verificando la frammentazione della rete cerebrale”.

Infine, l’ultimo articolo, in Trends in Neurosciences, aveva lo scopo di portare gli studi precedenti del gruppo e altri lavori sul tema dell’ incoscienza e mettere insieme un quadro più completo. Mashour, autore principale dello studio, afferma che

Esaminando l’ incoscienza attraverso tre diverse condizioni, fisiologica, farmacologica e patologica, abbiamo scoperto che, durante l’ incoscienza, la connettività interrotta nel cervello e una maggiore modularità creano un ambiente inospitale per il trasferimento efficiente di informazioni richieste per lo stato di coscienza.

I membri del team del Center for Consciousness Science evidenziano che tutto questo lavoro può aiutare i pazienti in futuro: “Stiamo cercando un modo migliore per quantificare la profondità dell’anestesia in sala operatoria e valutare la coscienza in qualcuno che ha avuto un ictus o un danno cerebrale”, dice Hudetz. “Ad esempio, possiamo presumere che un paziente sia completamente inconscio in base al comportamento, ma in alcuni casi la coscienza può persistere nonostante l’insensibilità”.

Il team spera che questa e la ricerca futura possano portare a strategie terapeutiche per i pazienti.

Vogliamo comprendere la rottura della comunicazione che si verifica nel cervello durante l’ incoscienza, in modo che possiamo mirare o monitorare precisamente questi circuiti per ottenere un’anestesia più sicura e ripristinare al meglio questi circuiti.

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