Um estudo revela como a anestesia geral altera a atividade neural em diferentes animais

Todos os dias, milhares de pessoas recebem anestesia geral como parte habitual de uma intervenção cirúrgica.

Desde a primeira demonstração pública de uma cirurgia sob anestesia geral, em 1846, estes medicamentos têm permitido aos médicos realizar operações que salvam vidas e que, de outra forma, seriam impossíveis.

Apesar disso, ainda não compreendemos totalmente como nos fazem perder a consciência sem desligar por completo o cérebro.

Um novo estudo publicado na Nature Neuroscience aproxima-nos da compreensão dos mecanismos que permitem aos medicamentos de anestesia geral suspender temporariamente a consciência.

A anestesia geral em diferentes animais

A investigação compara os efeitos destes medicamentos em vários animais, desde vermes e peixes até seres humanos.

Parece não haver nenhum ser vivo imune aos efeitos da anestesia geral, nem mesmo as plantas ou os paramécios. Isto sugere que existe algo universal nos organismos vivos sobre o qual atua esta classe de medicamentos.

Para testar essa hipótese, uma equipa liderada pela neurocientista Andrea Luppi, da Universidade de Oxford, analisou a atividade neural de seis tipos de animais muito diferentes, tanto em estado de vigília como sob anestesia geral.

«Ao concentrarmo-nos nos efeitos consistentemente partilhados por vários anestésicos e espécies, podemos excluir fatores de confusão fisiológicos ou metodológicos específicos de um determinado medicamento, espécie ou método de imagiologia e, em vez disso, identificar, por triangulação, possíveis mecanismos neurais subjacentes ao que partilham: a perda de capacidade de resposta ao ambiente», escrevem Luppi e a sua equipa.

Os conjuntos de dados incluíam seres humanos, macacos, saguis, ratinhos, peixes-zebra e nemátodes, ou vermes cilíndricos. Tendo em conta a época em que viveu o seu último antepassado comum, estes animais representam 700 milhões de anos de evolução.

Os medicamentos usados para induzir a anestesia geral variavam consoante a espécie. Ainda assim, surgiram padrões consistentes na atividade cerebral.

Como foi medida a atividade neural

Nos mamíferos, a atividade neural foi medida através de ressonância magnética funcional, que recorre ao fluxo sanguíneo para estimar quais as regiões do cérebro ativas ao longo do tempo.

Os peixes-zebra e os nemátodes foram geneticamente modificados para que os seus neurónios se iluminassem literalmente ao serem ativados, quando o cálcio entrava rapidamente nas células. Deste modo, os cientistas puderam observar mais diretamente a atividade neural destes animais.

«Através desta abordagem imparcial, orientada pelos dados, identificámos um perfil dinâmico da anestesia conservado ao longo da evolução. Isto indica que o que é comum às espécies e aos anestésicos não é apenas a resposta comportamental à anestesia - o isolamento em relação ao ambiente -, mas também o efeito da anestesia sobre características específicas da atividade neural», escrevem Luppi e a equipa.

O que acontece à atividade neural sob anestesia geral

Em todas as espécies, a atividade neural entre regiões do cérebro tornou-se menos coordenada sob anestesia. Isto sugere que essas regiões continuavam a funcionar, mas interagiam menos do que em estado de vigília.

A atividade neural também pareceu tornar-se mais caótica ao longo do tempo. Segundo os autores, a anestesia aparenta «provocar uma rutura na relação entre o passado e o futuro da atividade neural».

Quando estamos acordados, a atividade cerebral tende a seguir determinadas sequências. Sob anestesia, esses padrões previsíveis desintegravam-se.

A probabilidade de estas diferenças fundamentais na atividade cerebral ocorrerem por acaso nas seis espécies é «infinitamente pequena», segundo os anestesiologistas George Mashour e Zirui Huang. Os dois não participaram no estudo, mas escreveram um artigo de acompanhamento na secção de Notícias e Perspetivas da Nature Neuroscience.

«Estas descobertas dão um forte apoio à existência de uma via final comum da anestesia: o isolamento espaciotemporal da atividade neural local, no qual os circuitos individuais perdem a capacidade de sustentar, propagar e integrar informação através do tempo e do espaço», escrevem Mashour e Huang.

«Durante a anestesia, a consciência é interrompida não porque o cérebro “se desligue”, mas porque a sua atividade se torna fragmentada no tempo e no espaço.»

Como este mecanismo de perda de consciência é partilhado não só pelos seres humanos, mas também por animais com um parentesco tão distante do nosso como os peixes e os vermes cilíndricos, as descobertas poderão ter implicações mais amplas para a compreensão da consciência animal.

A investigação foi publicada na Nature Neuroscience.

Este artigo foi verificado e editado por Carly Cassella. Embora nos orgulhemos do nosso processo, também somos humanos. Se detetar algum erro, informe-nos.