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Estudo descobre que rastrear ondas cerebrais em pacientes sob anestesia pode reduzir complicações pós-operatórias

stefamerpik via Freepik

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Data

sexta-feira, 21 julho 2023 06:25

Áreas

Anestesiologia. Bioengenharia. Biologia. Cirurgia. Física Médica. Medicina. Neurociências. Processamento de Sinais. Saúde Mental.

Quando pacientes são submetidos à anestesia geral, sua atividade cerebral geralmente diminui à medida que eles entram em inconsciência. Doses mais altas de drogas anestésicas podem induzir um estado ainda mais profundo de inconsciência conhecido como supressão de explosão, que está associado a deficiências cognitivas depois que o paciente acorda.

Um novo estudo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, no qual os pesquisadores analisaram os padrões de EEG de pacientes sob anestesia, revelou padrões de ondas cerebrais que podem ajudar os anestesiologistas a determinar quando os pacientes estão em transição para esse estado mais profundo de inconsciência. Isso poderia permitir que eles evitassem que os pacientes entrassem nesse estado, reduzindo o risco de disfunção cerebral pós-operatória.

Um desses padrões distintos surgiu nas ondas alfa do cérebro (que têm uma frequência de oito a 14 ciclos por segundo). Uma vez que os pacientes estavam inconscientes, essas ondas começaram a aumentar e diminuir em amplitude. À medida que os pacientes se aprofundavam na inconsciência, o padrão desse aumento e diminuição da amplitude, ou modulação da amplitude, mudava continuamente.

“Se você rastrear essa modulação à medida que ela se torna mais profunda ou mais rasa, você tem uma maneira para rastrear o nível de inconsciência sob anestesia”, disse o Dr. Emery Brown, professor de Engenharia Médica e Neurociência Computacional e membro do Picower Institute for Learning and Memory  e do Institute for Medical Engineering and Science do MIT.

O Dr. Brown é o autor sênior do novo estudo, publicado na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Os principais autores do artigo são o Dr. Elie Adam, cientista do Picower Institute e a estudante de pós-graduação Karla Montejo.

Medindo ondas cerebrais

As ondas cerebrais, que são geradas pela atividade neuronal sincronizada, oscilam em frequências diferentes, dependendo do tipo de tarefa que o cérebro está realizando. Quando o cérebro está fortemente envolvido na atividade mental, ele produz oscilações beta (15-30 hertz) e gama (maiores que 30 hertz) de alta frequência, que ajudam a organizar as informações e melhorar a comunicação entre as diferentes regiões do cérebro.

As drogas anestésicas comumente usadas, como o propofol, têm um efeito significativo nessas oscilações. Durante a anestesia induzida por propofol ou outros anestésicos que aumentam a eficácia dos receptores inibitórios GABAérgicos no cérebro, o cérebro entra em um estado de inconsciência conhecido como delta-alfa lento (SDA). Este estado é caracterizado por oscilações lentas (0,1-1 hertz), delta (1-4 hertz) e alfa (8-14 hertz).

Com doses mais altas dessas drogas anestésicas, o cérebro pode cair em um estado ainda mais profundo de inconsciência. Quando nesse estado, conhecido como supressão de explosão, as gravações de EEG do cérebro mostram longos períodos de inatividade, pontuados por breves explosões de oscilações de baixa amplitude. Quando os pacientes entram nesse estado, eles são mais propensos a apresentar confusão pós-operatória, delírio e perda de memória. Esses efeitos, que podem durar horas, dias, semanas ou meses, são mais comuns em pacientes idosos.

SDA e supressão de explosão produzem padrões distintos de EEG, que já foram bem estudados. No entanto, eles foram estudados como estados cerebrais separados; o que acontece durante a transição entre os dois estados é menos claro. Essa transição é o que a equipe do MIT se propôs a analisar neste estudo.

Para isso, os pesquisadores estudaram 10 voluntários saudáveis e 30 pacientes submetidos à cirurgia. A maioria dos pacientes recebeu propofol por via intravenosa e o restante recebeu sevoflurano, um gás anestésico comumente usado. Ambas as drogas atuam nos receptores GABA no cérebro, o que reduz a excitabilidade dos neurônios.

À medida que a dosagem de propofol foi aumentada, os pacientes mostraram dois padrões distintos de alteração em seus EEGs. O primeiro padrão foi observado nas ondas alfa, que começaram a aumentar e diminuir. À medida que a dose aumentava, o aumento era encurtado e o decrescimento era prolongado, até que o paciente atingisse o estado de supressão de explosão.

“Você pode ver uma modulação muito forte, que está sempre presente. À medida que a modulação se torna mais profunda, ela acaba se achatando, e é aí que o cérebro atinge o estado mais profundo”, explicou o Dr. Emery Brown.

Quando a quantidade de droga foi reduzida, a amplitude das ondas alfa começou a aumentar novamente.

Os pesquisadores também encontraram um padrão distinto nas ondas lentas e delta observadas nas leituras de EEG dos pacientes. As oscilações lentas e delta são as ondas cerebrais mais lentas e, à medida que a quantidade de droga aumentava, a frequência dessas ondas tornava-se cada vez mais lenta, refletindo uma diminuição na atividade cerebral.

Disrupção metabólica

Os pesquisadores levantam a hipótese de que o propofol exerce esses efeitos por meio de sua influência no metabolismo dos neurônios. Acredita-se que a droga interrompa a produção de ATP, as moléculas que as células usam para armazenar energia. À medida que a produção de ATP diminui, os neurônios eventualmente se tornam incapazes de disparar, levando à supressão de explosão.

“Isso é consistente com a observação de que a supressão de explosão é muito frequente em pacientes mais velhos, porque seu estado metabólico pode ser não tão bem regulado quanto em pacientes mais jovens”, disse o professor Brown.

As descobertas podem oferecer aos anestesiologistas um controle mais refinado sobre o estado de inconsciência de um paciente durante uma cirurgia, disse o pesquisador. Ele agora espera desenvolver um algoritmo que possa gerar um aviso de que um paciente está se aproximando da supressão de explosão, o que pode ser exibido em um monitor na sala de cirurgia.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: stefamerpik via Freepik.

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