résumé: Les chercheurs ont trouvé un moyen d’évaluer la conscience sans stimulation externe, en utilisant une approche peu utilisée dans laquelle les volontaires appuient sur un capteur de force avec leur main lorsqu’ils inspirent et le relâchent lorsqu’ils expirent, ce qui donne des mesures plus précises et sensibles qui peuvent aider à améliorer traitement de l’insomnie et du coma.

source: Institut Piccoer pour l’apprentissage et la mémoire

Les études sur la conscience se heurtent souvent à un dilemme scientifique commun : il est difficile de mesurer un système sans que la mesure n’affecte le système. Les chercheurs qui évaluent la conscience, par exemple lorsque des volontaires reçoivent une anesthésie, utilisent généralement des commandes vocales pour voir si les sujets sont toujours capables de répondre, mais ce son peut les garder éveillés plus longtemps ou les réveiller plus tôt que d’habitude.

Une nouvelle étude valide non seulement une méthode d’évaluation de la conscience sans stimulation externe, mais constate également qu’elle peut être plus précise.

« Nous voulons mesurer le temps que les gens passent du conscient à l’inconscient, et vice versa, mais dès que vous demandez à quelqu’un de faire quelque chose, ce qui est la manière classique d’évaluer cela, cela les affecte maintenant et perturbe le processus », a déclaré Christian. Guay, auteur principal de l’étude en Journal britannique d’anesthésiologie. Guay est collaborateur de recherche au Laboratoire de recherche statistique en neurosciences du Picower Institute for Learning and Memory du MIT, et anesthésiste et chercheur en soins intensifs au Massachusetts General Hospital (MGH).

« Nous pensons que les transitions d’état conscientes sont intéressantes car elles sont si dynamiques dans le cerveau, mais les mécanismes neuronaux qui interviennent dans ces transitions ne sont pas entièrement compris, en partie à cause de la façon dont nous évaluons les transitions. »

De plus, Guay fait partie d’une collaboration avec des co-auteurs et d’anciens collègues de l’Université de Washington à St. Louis pour tester si une méthode de stimulation acoustique en boucle fermée peut augmenter les effets de l’anesthésie induits par la dexmédétomidine. Aussi pour cette raison, ils avaient besoin d’un moyen d’évaluer la conscience qui ne nécessite pas de sons qui pourraient confondre les résultats.

L’équipe a donc trouvé une approche différente et peu utilisée décrite pour la première fois en 2014 par des chercheurs sur le sommeil. Avant de commencer la perfusion, ils ont demandé à leurs 14 volontaires d’appuyer leur main sur le capteur de force chaque fois qu’ils inspiraient et de le relâcher quand ils expiraient. Puis le médicament a commencé à couler.

Lorsque les sujets ont cessé d’effectuer la « tâche de pression respiratoire », ils ont été jugés avoir perdu la réponse et lorsqu’ils ont repris après avoir diminué les doses, ils ont été jugés avoir retrouvé la réponse. Il est important de noter qu’après l’instruction initiale, il n’y a pas eu de stimulation externe continue de la part des chercheurs. La tâche a été réclamée en interne.

Pendant tout ce temps, les chercheurs ont enregistré les rythmes cérébraux des participants à l’aide de 64 électrodes autour de leur cuir chevelu. Ils ont observé des schémas révélateurs des effets de la dexmédétomidine – par exemple une diminution de la force du rythme « alpha » d’environ 10 Hz dans la région occipitale, suivie d’une augmentation de la force d’une onde « delta » beaucoup plus lente à mesure que les personnes perdaient leur réactivité, puis une inversion de cela quand ils se sont levés plus haut.

En raison de leur approche, ils n’ont pas vu les effets de la stimulation auditive qui perturbaient ces schémas dans une étude précédente qui utilisait le son pour mesurer la conscience chez les personnes recevant le même anesthésique.

De plus, les estimations de la concentration de médicament dans le cerveau au cours des deux études indiquent que la méthode de la pression respiratoire a révélé une perte de réponse à des concentrations plus faibles du médicament que la méthode de stimulation acoustique, indiquant qu’elle est plus sensible.

« Cette approche d’évaluation de l’inconscience et de la récupération supprime la confusion importante des stimuli externes conventionnels couramment utilisés », a déclaré le co-auteur principal de l’étude, Emery N. Brown, MD, professeur de génie médical et de neurosciences computationnelles à l’Institut Bequewer. au MIT ainsi que l’anesthésiste MGH et Warren M. Zabul professeur d’anesthésiologie à la Harvard Medical School. « Nous tenons à appliquer cette technique dans nos études d’autres anesthésiques. »

Au MIT et au MGH, Brown dirige une nouvelle initiative, le Brain Excitability Control Innovation Center (BASCIC), pour mieux unifier la recherche en anesthésiologie et en neurosciences des systèmes excitateurs du cerveau afin qu’ils puissent à la fois s’informer et s’améliorer mutuellement, et se reproduire. Nouvelles innovations cliniques.

Guay, qui est membre de l’effort, note que lorsque les chercheurs parviennent à mieux comprendre la transition de la conscience à l’inconscience, ils peuvent mieux aider à traiter l’insomnie, et s’ils comprennent mieux le processus d’éveil, ils peuvent être en mesure d’améliorer les chances d’inversion de coma. L’amélioration des méthodes d’évaluation des transferts de conscience est la clé de ces efforts.

En plus de Guai et Brown, membre du corps professoral du Département des sciences cérébrales et cognitives du MIT et de l’Institut de génie médical et des sciences, les autres auteurs de l’étude sont Darren Haight, Jawarang Gupta, Muhammad Mehdi Kavachan, Anthi Long, Michael Avidan et Ben Julien. Palanque.

Financement: Le financement de l’étude est venu du McDonnell Center for Neuroscience de l’Université de Washington. Le MIT Lab de Brown est soutenu en partie par la Fondation JPB.

À propos de cette recherche d’actualités sur la conscience

auteur: David Orenstein
source: Institut Piccoer pour l’apprentissage et la mémoire
communication: David Orenstein – Institut Picquer pour l’apprentissage et la mémoire
image: Image créditée à Christian Guay

Recherche originale : Accès fermé.
« Pression respiratoire : pharmacodynamique d’un modèle comportemental sans stimuli pour le suivi des états conscients pendant l’anesthésieÉcrit par Christian Guay et al. Journal britannique d’anesthésiologie

un résumé

Pression respiratoire : pharmacodynamique d’un modèle comportemental sans stimuli pour le suivi des états conscients pendant l’anesthésie

arrière-plan

Les états de conscience sont généralement déduits des réponses aux tâches auditives et aux stimulations nocives. Nous rapportons l’utilisation d’un paradigme comportemental sans stimulus pour suivre les changements d’état dans la réponse au cours de l’anesthésie à la dexmédétomidine. Nous avons émis l’hypothèse que les concentrations estimées au site d’effet (Ce) de la dexmédétomidine seraient plus élevées lors de la perte de réponse (LOR) que lors du retour de la réponse (ROR), les deux étant plus faibles que dans les études comparatives utilisant des évaluations basées sur le stimulus.

Méthodes

La stimulation acoustique en boucle fermée pendant l’anesthésie a été analysée à l’aide des données de Dexmedetomidine pour l’analyse secondaire. Quatorze volontaires sains ont été invités à effectuer une tâche de respiration sous pression consistant à tenir un dynamomètre à l’inspiration et à le relâcher lorsqu’il a expiré. LOR a été défini comme cinq inspirations sans stress d’accompagnement ; ROR a été défini comme le retour de cinq inspirations accompagnées d’une époque. Les états cérébraux ont été surveillés à l’aide de 64 canaux d’EEG. La dexmédétomidine a été administrée sous forme de perfusion ciblée, avec Ce estimée à partir d’un modèle pharmacocinétique.

résultats

Contrairement à notre hypothèse, le Ce moyen estimé de la dexmédétomidine était inférieur à LOR (0,92 ng ml^-1; intervalle de confiance à 95 % : 0,69–1,15) par rapport au RDR (1,43 ng ml^-1; Intervalle de confiance à 95 % : 1,27–1,58) (apparié R-Examen; s= 0,002). Le LOR était caractérisé par une augmentation progressive de la puissance EEG fronto-occipitale dans la plage de 0, 5 à 8 Hz et une perte de puissance alpha occipitale (8 à 12 Hz) et bêta globale (16 à 30 Hz). Ces modifications EEG ont été renvoyées dans le ROR.

conclusions

La tâche de respiration et de stress peut suivre efficacement les changements de réponse pendant l’anesthésie sans stimuli externes et peut être plus sensible aux changements d’état que les tâches basées sur des stimuli. Il doit être pris en compte lorsque la perturbation des conditions cérébrales est indésirable.

Enregistrement des essais cliniques

NCT04206059.