علت نشنیدن صداها در زمان بیهوشی

به گزارش سیناپرس، در این حالت، نورون‌های قشر شنوایی همچنان توسط صداها تحریک می‌شوند، اما دومی توسط مغز درک نمی‌شوند. دانشمندان انستیتو پاستور، CNRS و دانشگاه پاریس-ساکلی مکانیسم عصبی جدیدی را کشف کرده‌اند که همراه با گذار از حالت ادراک آگاهانه به حالت بی‌هوشی در فرایند بیهوشی است.
یک تکنیک تصویربرداری نوری پیشرفته، میکروسکوپ چند فوتونی، برای مشاهده فعالیت نزدیک به هزار نورون در قشر شنوایی در طول انتقال از حالت بیداری به حالت بیهوشی، در مدل موش استفاده شد. نتایج نشان می دهد که در حالت بیداری، برخی از مجموعه های عصبی به صداها پاسخ می دهند و برخی دیگر به طور خود به خود فعال هستند (فعالیت مداوم مغز را نشان می دهند). اما تحت بیهوشی، مجموعه‌های نورونی که به صداها پاسخ می‌دهند از نورون‌های فعال خود به خودی قابل تشخیص نیستند. در حالت بیهوشی که توسط داروی بیهوشی ایجاد می شود، قشر مغز ورودی های حسی را با فعالیت "خود به خودی" خود می پوشاند. این یافته‌ها که در ژورنال Nature Neuroscience در 28 سپتامبر 2022 منتشر شد، فرصت‌های جدیدی را برای مدل‌سازی حالت‌های هوشیاری باز می‌کند.
اگرچه مکانیسم‌هایی که گوش برای دریافت صداها استفاده می‌کند به وضوح درک می‌شود، اما در مورد بخش هایی که در درک و تفسیر صداها و آگاهی از حس شنوایی دخیل هستند اطلاعات کمتری داریم. عصب شناسی شنوایی، و به طور کلی ادراک حسی، در این زمینه با چندین سوال دست و پنجه نرم می کند. یکی مربوط به مکانیسم هایی است که ادراک خودآگاه، در هنگام بیداری، را از پردازش صداها در مغز در حالت های ناخودآگاه مانند خواب یا بیهوشی متمایز می کند.
چرا وقتی صدایی به گوش شخص یا حیوان بیهوش می رسد، قشر شنوایی فعال می شود، اما تحت بیهوشی هیچ درک آگاهانه ای از صداها در انسان وجود ندارد؟
حل این سوال قبلا غیرممکن بود زیرا اندازه‌گیری‌های موجود از فعالیت عصبی فقط اطلاعاتی در مورد فعالیت تک‌نرون‌ها یا مجموعه‌های کوچک نورون‌ها ارائه می‌کردند که به‌صورت مجزا در شبکه‌های عصبی وسیعی که قشر مغز را تشکیل می‌دهند، ثبت شده بودند. این داده ها نتوانستند یک نمای کلی از فعالیت هماهنگ شبکه های عصبی ارائه دهند. سایر مجموعه داده‌های جمع‌آوری‌شده در سطح مغز برای استنباط میانگین فعالیت این شبکه‌های بزرگ استفاده شد، اما جزئیاتی در مورد آنها ارائه نکرد. بنابراین استخراج اطلاعات کافی در مورد فعالیت قشر مغز برای اندازه‌گیری تفاوت‌های اساسی در پاسخ‌های حسی بین بیداری و بیهوشی ممکن نبود.
در این مطالعه، تیم‌هایی به رهبری بریس باتلیر (دینامیک سیستم شنوایی و پردازش چند حسی/Inserm) در موسسه شنوایی، یک بخش در مرکز انستیتو پاستور، و آلن دستشه (موسسه علوم اعصاب پاریس-ساکلی/CNRS/یونیو. پاریس-ساکلی) از یک تکنیک ضبط نوری، تصویربرداری از کلسیم از طریق میکروسکوپ چند فوتونی، برای نظارت بر فعالیت مجموعه‌های نزدیک به هزار نورون در قشر شنوایی در هنگام بیداری و بیهوشی در موش استفاده کردند. سپس دانشمندان از روش‌های ریاضی برای مطالعه نمایه‌های مجموعه‌های عصبی فعال در پاسخ به یک سری صداهای متنوع استفاده کردند. این مشاهدات جدید نشان داد که اگرچه نورون‌ها هم در حالت بیداری و هم تحت بیهوشی توسط صداها فعال می‌شوند، مجموعه‌های درگیر در این دو حالت کاملاً متفاوت هستند.
آنها همچنین نشان دادند که کورتکس یک ساختار دائما فعال است، حتی در غیاب تحریک. با مقایسه این فعالیت "خود به خودی" با فعالیتی که توسط صداها برانگیخته می شود، دانشمندان مشاهدات بیشتری انجام دادند. در حالی که در هنگام بیداری، مجموعه های عصبی فعال شده توسط صداها با آنهایی که به طور خود به خود فعال می شوند متفاوت است، تحت بیهوشی، مجموعه های عصبی برانگیخته شده در پاسخ به صداها نیز به طور سیستماتیک خود به خود فعال می شوند. بنابراین اگرچه قشر شنوایی تحت بیهوشی به تحریک صدا پاسخ می دهد، پاسخ آن از فعالیت درونی خود، قابل تشخیص نیست.
این مشاهدات مکانیسمی را پیشنهاد می‌کنند که پارادوکس ادراک شنیداری، و با گسترش ادراک حسی، تحت بیهوشی را توضیح می‌دهد. فعال‌سازی نورون‌ها در قشر مغز تحت بیهوشی نه تنها از نظر ساختاری تفاوت قابل‌توجهی با آنچه در هنگام بیداری مشاهده می‌شود، دارد، مهم‌تر از آن، عملاً از فعالیت خود به خودی قشر متمایز نمی‌شود.
بنابراین پاسخ های عصبی در قشر شنوایی تحت بیهوشی به طور موثر برای بقیه مغز بی صدا هستند، زیرا آنها توسط صدای خود خفه می شوند.
بریس باتلیر، آخرین نویسنده این مطالعه توضیح می دهد که این نتایج همچنین نشان می دهد که یکی از شرایط ادراک آگاهانه این است که قشر مغز بتواند مجموعه های عصبی را فعال کند که متمایز از آنهایی هستند که به طور خود به خود فعال می شوند.
از یک جهت، قشر بیدار خلاقانه‌تر است، زیرا زمینه‌های جدیدی را برای فعالیت صدا ایجاد می‌کند، در حالی که به نظر نمی‌رسد این ویژگی در طول بیهوشی وجود داشته باشد. باید دید که آیا همین نتیجه‌گیری‌ها برای حالت‌های دیگر مانند خواب نیز صدق می‌کند یا خیر.
این نتایج همچنین بینش های جدیدی را در مورد مکانیسم های زیربنایی درک آگاهانه صداها یا سایر سیگنال های حسی ارائه می دهد و راه را برای مدل های جدید پردازش اطلاعات آگاهانه و ناخودآگاه در سایر مناطق قشر مغز هموار می کند.
منبع: medicalxpress.com
مترجم: کیانوش کرمی