Anestesia local, epidural, raquídea... son algunos tipos de anestesia que se utilizan para llevar a cabo diferentes cirugías. Aunque la que nos interesa ahora mismo es la anestesia general, ya que a finales de abril se publicó un estudio en eLife en el que se ve cómo funciona el cerebro cuando se usa. Y es que todavía no sabemos exactamente cómo funciona la anestesia general para hacernos caer en la inconsciencia, por eso este tipo de investigaciones es tan importante.
Aunque sabemos qué es la anestesia, no tenemos del todo claro cómo funciona en el cerebro. El estudio, tal y como explican en Wired, lo ha realizado el equipo de Emery Brown, profesor de neurociencia computacional en el MIT y de anestesia en la Facultad de Medicina de Harvard. Brown lleva una década intentando entender qué sucede en el cerebro cuando los pacientes pasan a un estado de inconsciencia. Saber esto podría ayudar a entender mejor cómo usar la anestesia de la mejor forma posible durante las cirugías.
Aunque sabemos qué es la anestesia, no tenemos del todo claro cómo funciona en el cerebro
Brown lleva años buscando saber cómo se comportan las neuronas cuando los pacientes están dormidos. Quiere ser capaz de decir: "Esto es lo que está pasando. No es una caja negra", indica el profesor a Wired. "Y una vez que entiendes cómo leer estos patrones, y comprendes la neurofisiología que hay detrás, puedes dosificar mejor los fármacos. Utilizas la fisiología para atender mejor a tus pacientes". De hecho, el anestesista señala que lleva años utilizando electroencefalogramas para medir la actividad cerebral de sus pacientes.
El cerebro anestesiado
Durante la consciencia, millones de neuronas se comunican entre sí a diferentes frecuencias. Estas frecuencias se pueden captar en los electroencefalogramas, donde vemos los diálogos entre las neuronas convertidas a impulsos eléctricos "a través de las regiones más externas del cerebro, o la corteza cerebral, que suele considerarse el centro de control".
"El cerebro es una máquina muy rítmica", afirma Earl K. Miller, profesor de neurociencia del Instituto Picower del MIT, que ha liderado el estudio junto con Brown. "Lo hace en todas las frecuencias, desde 1 hercio hasta 100 hercios o más".
Sin embargo, una vez se ha administrado el propofol, el anestésico que han utilizado en este estudio, las neuronas se callan. Este anestésico "se adhiere a unas proteínas llamadas receptores GABAA, dificultando que las células disparen impulsos eléctricos", indican los autores en Wired. De hecho, en estudios anteriores Brown demostró que el propofol interrumpe la comunicación en el córtex en roedores. Pero ahora Miller y Brown querían ir más allá.
Así se comporta la anestesia en macacos
Para entender mejor cómo se comporta el cerebro cuando estamos inconscientes y cómo funciona la anestesia; el equipo de Brown y Miller quería registrar diferentes regiones a la vez mientras que un animal entraba y salía de la conciencia. Por eso, decidieron estudiar esto en cuatro macacos. Entre los resultados está que, por ejemplo, los impulsos de las neuronas se ralentizan entre un 90 y 95%. Al mirar a los cuatro macacos rhesus en diferentes estados, han podido comprobar cómo "surge y retrocede la conciencia".
Para ello implantaron microelectrodos de 64 canales en los cuatro macacos. Estos se pusieron en las cuatro secciones del cerebro que querían observar: tres regiones de la corteza y el tálamo. Las zonas de la corteza elegida fueron los lóbulos frontal, temporal y parietal; que son los que se asocian al pensamiento, al procesamiento auditivo y a la información sensorial respectivamente. Por otra parte, el tálamo es muy pequeño y se encuentra en la parte más profunda del cerebro, pero es el que se encarga de transmitir información a todo el córtex.
Los investigadores empezaron a grabar las señales eléctricas antes de poner la anestesia, así tendrían información con la que hacer la comparación. Una vez pusieron la anestesia general; los macacos rhesus apenas tardaron unos minutos en entrar en el estado de inconsciencia: "El fármaco llega a todas partes y lo hace en segundos", cuenta Brown. No era nada nuevo para él, ya contaba con ello. También con que las ondas cerebrales se ralentizasen. Es más, sabemos que las neuronas de un cerebro sano y despierto tienen una frecuencia de 10 picos por segundo; pero bajo los efectos del propofol, esa frecuencia cae a una vez por segundo o menos. Por suerte, ahora contaban con los electrodos profundos para saber qué ocurría exactamente entre las neuronas.
¿Qué ocurre entre las neuronas?
Las neuronas de una persona que no está bajo los efectos de la anestesia se comunican entre ellas hablando en diferentes frecuencias. Pero cuando se administró la anestesia general en el estudio de Miller y Brown vieron que las neuronas pasaron a estar en una extreña armonía: todas bajaron sus frecuencias y las más altas desaparecieron.
Por hacer una comparación: antes de la anestesia, el cerebro parecía el comedor de un colegio y después, el murmullo de los árboles cuando les roza un poco el viento. El ruido estaba ahí, pero era muchísimo más bajo.
La anestesia hace que las frecuencias del cerebro se vuelvan uniformes, sumiéndonos en la inconsciencia
Lo normal es que nuestro cerebro se comunique a diferentes frecuencias, que parezca más bien un caos en los electroencefalogramas. Un cerebro sano es así de caótico. Pero que todo ese ruido se vuelva uniforme parece ser justamente lo que nos lleva a la inconsciencia. Y eso es lo que parece hacer la anestesia en nuestro cerebro: hace que las frecuencias del cerebro se vuelvan todas uniformes.
El equipo observó el tálamo porque creen que es fundamental para reactivar el ruido y llevarnos a la consciencia. Por eso querían saber qué pasaba al estimularlo. Y los investigadores encontraron lo que andaban buscando: a pesar de seguir sumidos en la inconsciencia, los monos respondieron a la estimulación profunda. Los monos parpadearon; su ritmo cardíaco aumentó, sus extremidades se movieron e, incluso, las neuronas de algunas zonas volvieron a frecuencias más altas. "Fuimos capaces de restaurar parcialmente la conciencia y un córtex similar al de la conciencia", señala Miller.
Aquí hay que hacer un inciso para señalar una cosa muy importante. Y es que este tipo de estimulación es la que se utiliza con las personas que tienen la enfermedad de Párkinson y que es indoloro; porque el cerebro no procesa esas sensaciones, incluso sin la asistencia de la anestesia.
El cerebro, punto clave
¿Y todo esto para qué sirve? Saber cómo funciona el cerebro durante el uso de la anestesia general es imprescindible. De esta manera, los expertos podrán adecuar mejor cómo administrar la anestesia y, además, en el futuro se podrá utilizar para despertar a los pacientes tras una cirugía. O, mejor aún, reactivar la conciencia tras lesiones cerebrales graves o comas. ¿No sería maravilloso poder hacer que despierten? Para ello aún queda mucho camino por recorrer, pero este es un primer paso para saber más sobre la anestesia, el estado de inconsciencia que produce y el cerebro.
Sabemos mucho sobre el cerebro, pero todavía tenemos que aprender más. Este tipo de investigaciones, aunque en monos rhesus, ayudarán a los investigadores a conocer esta extraña y compleja estructura que nos da mucho de lo que nos hace humanos.
