Qué pasa en el cerebro cuando está bajo los efectos de la anestesia

Investigadores de la Universidad de Basilea y del Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica (IOB), ambos en Suiza, han comprobado que el cerebro es todo menos «silencioso» cuando la persona está anestesiada y descubrieron cómo los distintos tipos de células del córtex cambian su actividad durante la anestesia general, lo que ayuda a comprender cómo se puede inducir la inconsciencia, según publicaron en la revista ‘Neuron’.

Se cree que la corteza cerebral es la sede del procesamiento consciente en el cerebro. En lugar de inactivarse, algunas células específicas de la corteza cerebral muestran una mayor actividad espontánea durante la anestesia general que cuando se está despierto, y esta actividad se sincroniza entre esas células corticales. Una mejor comprensión de los mecanismos neuronales de la anestesia general podría dar lugar a mejores fármacos anestésicos y a mejores resultados quirúrgicos.

Se podría suponer que el cerebro ha estado en silencio durante la anestesia, especialmente el córtex, el área cerebral que se cree que es la sede del procesamiento consciente. Sin embargo, desde hace casi 100 años se sabe que algunas células del córtex están activas y que el córtex alterna entre períodos de alta y baja actividad durante la anestesia general.

El uso de electrodos de EEG fijados al cuero cabelludo es una de las pocas herramientas disponibles para medir esta actividad, pero los electrodos no permiten identificar las células que subyacen a esta actividad. Por lo tanto, la pregunta ha permanecido: qué células contribuyen a la actividad rítmica en el córtex, y cómo podría esto contribuir a la pérdida de conciencia durante la anestesia general.

El córtex está compuesto por diferentes tipos de células, cada una con funciones distintas. Los distintos anestésicos generales actúan sobre diferentes receptores, situados en distintos tipos de neuronas, distribuidos por todo el cerebro.

Sin embargo, todos los anestésicos generales conducen a la pérdida de la conciencia, por lo que «nos interesaba averiguar si existe un mecanismo neuronal común a los distintos anestésicos», afirmó el doctor Martin Munz, uno de los tres primeros autores del estudio.

Los investigadores utilizaron herramientas genéticas modernas, en combinación con líneas de ratón que etiquetan tipos de células corticales individuales para abordar esta cuestión. Descubrieron que, a diferencia de lo que se sospechaba anteriormente, sólo un tipo específico de células dentro de la corteza, las neuronas piramidales de la capa 5, mostraban un aumento de la actividad cuando el animal era expuesto a diferentes anestésicos.

“Cada anestésico induce un ritmo de actividad en las neuronas piramidales de la capa 5. Curiosamente, estos ritmos diferían entre los anestésicos. Algunos eran más lentos y otros más rápidos. Sin embargo, lo que era común a todos los anestésicos era que todos inducían una alineación de la actividad. Es decir, cuando estaban activas, todas las neuronas piramidales de la capa 5 lo estaban al mismo tiempo», apuntó el doctor Arjun Bharioke, del mismo grupo de investigación y también primer autor del estudio. A esto se le llama «sincronía neuronal».

Las neuronas piramidales de la capa 5 son el principal centro de salida de la corteza cerebral y también conectan diferentes áreas corticales entre sí. Por lo tanto, se comunican tanto entre diferentes áreas corticales, como desde la corteza a otras áreas del cerebro. Por lo tanto, la sincronización de la actividad de las neuronas piramidales de la capa 5 restringe la información que la corteza puede emitir.

“Parece que, en lugar de que cada neurona envíe diferentes piezas de información, durante la anestesia todas las neuronas piramidales de la capa 5 envían la misma pieza de información. Se podría pensar en esto como cuando la gente en una multitud pasa de hablar entre sí, por ejemplo antes de un partido de fútbol o baloncesto, a cuando están animando a su equipo, durante el juego. Antes de que empiece el partido, hay muchas conversaciones independientes. En cambio, durante el partido, todos los espectadores animan a su equipo. Por lo tanto, sólo hay una información que se transmite a través de la multitud», señaló Arjun Bharioke.

Trabajos anteriores han propuesto que la pérdida de conciencia se produce por la desconexión del córtex del resto del cerebro. Los resultados del equipo del IOB sugieren un mecanismo por el que esto puede ocurrir: por la transición a una menor salida de información del córtex, durante la anestesia.

Alexandra Brignall, tercera autora y veterinaria de profesión, afirmó que «los anestésicos son muy potentes, como puede atestiguar cualquiera que haya estado en una operación. Pero no siempre son fáciles de usar. Durante una intervención quirúrgica, hay que controlar continuamente la profundidad de la anestesia para asegurarse de que el paciente no está demasiado profundo o demasiado superficial. Cuanto más sepamos cómo funcionan los anestésicos y qué hacen en el cerebro, mejor. Quizá esto ayude a los investigadores a desarrollar nuevos fármacos que se dirijan más específicamente a las células del cerebro asociadas a la inconsciencia”.

«Nuestros hallazgos son muy relevantes para la medicina, ya que la anestesia es uno de los procedimientos médicos más frecuentes. Entender el mecanismo neuronal de la anestesia podría conducir a mejores fármacos anestésicos y a la mejora de los resultados quirúrgicos», concluyó Botond Roska, autor correspondiente y director del Centro de Investigación Molecular del IOB.

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