(Torwai/iStock/Getty Images Plus) Möglicherweise haben Sie sich stundenlang gefragt, warum Ihr Laptop beim Hochfahren so lange braucht, und jetzt haben Wissenschaftler die gleiche Frage an das menschliche Gehirn gestellt: Wie genau startet es nach einer Narkose im Koma wieder? , oder im Tiefschlaf?
Anhand einer Gruppe von 30 gesunden Erwachsenen, die drei Stunden lang betäubt wurden, und einer Gruppe von 30 gesunden Erwachsenen, die nicht betäubt wurden, als Kontrollmaßnahme, liefert eine neue Studie einige Erkenntnisse darüber, wie sich das Gehirn wieder hineinbegibt Bewusstsein .
Es stellt sich heraus, dass das Gehirn jeweils auf einen Abschnitt zurückschaltet und nicht auf alle auf einmal – und abstrakte Problemlösungsfähigkeiten, wie sie vom präfrontalen Kortex verwaltet werden, sind die Funktionen, die am schnellsten wieder online gehen. Andere Gehirnbereiche, einschließlich derjenigen, die Reaktionszeit und Aufmerksamkeit steuern, brauchen länger.
„Obwohl es zunächst überraschend ist, macht es aus evolutionärer Sicht Sinn, dass sich höhere Kognitionen frühzeitig erholen müssen.“ sagt Anästhesist Max Kelz , von der University of Pennsylvania.
„Wenn jemand beispielsweise aufgrund einer Bedrohung aufwachte, wären Strukturen wie der präfrontale Kortex wichtig, um die Situation zu kategorisieren und einen Aktionsplan zu erstellen.“
Um zu messen, was im Gehirn passiert, wurden verschiedene Methoden eingesetzt, darunter: Elektroenzephalographie (EEG)-Scans und kognitive Tests vor und nach dem Untergang. Bei diesen Tests wurden die Reaktionsgeschwindigkeit, das Erinnerungsvermögen und andere Fähigkeiten gemessen.
Bei der Analyse der EEG-Messwerte stellten die Forscher fest, dass die Frontalregionen des Gehirns – in denen sich Funktionen wie Problemlösung, Gedächtnis und motorische Kontrolle befinden – besonders aktiv wurden, als sich das Gehirn zu erholen begann.
Ein Vergleich mit der Kontrollgruppe ergab, dass es bei den Betäubten etwa drei Stunden dauerte, bis sie sich vollständig erholt hatten.
Das Team befragte die Gruppenteilnehmer auch nach ihren Schlafplänen in den Tagen nach dem Experiment. Die Erfahrung schien das Schlafverhalten der Betäubten nicht negativ zu beeinflussen.
„Dies deutet darauf hin, dass das gesunde menschliche Gehirn auch bei längerer Einwirkung einer tiefen Narkose widerstandsfähig ist.“ sagt der Anästhesist Michael Avidan , von der Washington University.
„Klinisch bedeutet dies, dass einige der kognitiven Störungen, die wir oft tagelang oder sogar wochenlang während der Erholungsphase nach Narkose und Operation beobachten – wie z. B. Delir – auf andere Faktoren als die anhaltende Wirkung von Anästhetika auf das Gehirn zurückzuführen sein könnten.“
Viele chirurgische Eingriffe wären ohne Anästhesie, einer effektiven und kontrollierten Möglichkeit, das Bewusstsein im Gehirn auszuschalten, was im Falle eines Komas unfreiwillig passieren kann, einfach nicht möglich.
Trotz ihrer weiten Verbreitung verstehen wir sie nicht wirklich wie Anästhetika wirken bis ins kleinste Detail, auch wenn wir herausgefunden haben, wie wir sie sicher nutzen können. Es gibt jede Menge Ideen darüber, wie das Gehirn mit diesen Medikamenten umgeht, aber noch keine konkreten Beweise.
Die neuesten Erkenntnisse können nicht nur bei der Behandlung und Patientenversorgung – etwa nach großen Narkoseoperationen – helfen, sondern auch dazu beitragen, dass Wissenschaftler das Gehirn und seine Reaktion auf Störungen besser verstehen.
„Wie sich das Gehirn von Bewusstlosigkeitszuständen erholt, ist klinisch wichtig, gibt uns aber auch Einblick in die neuronalen Grundlagen des Bewusstseins selbst.“ sagt der Anästhesist George Mashour , von der University of Michigan.
Die Forschung wurde veröffentlicht in eLife .