Общая анестезия действует на нервную систему принципиально одинаково у существ, разделенных сотнями миллионов лет эволюции, — от человека до крошечного круглого червя. Это выяснила команда под руководством нейробиолога Андреа Луппи из Оксфордского университета. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Исследователи проанализировали активность нервной системы у шести видов, охватывающих около 700 миллионов лет эволюции: человека, макак, игрунок, мышей, рыбок данио и нематод. У млекопитающих активность мозга измеряли с помощью функциональной МРТ, а у генетически модифицированных рыбок и червей — методом кальциевой визуализации, напрямую отслеживая работу нейронов.
Картина у всех видов оказалась схожей. Под наркозом связь между участками мозга становилась менее согласованной, активность со временем делалась все более хаотичной, а предсказуемые последовательности сигналов распадались. По словам авторов, анестезия нарушает «связь между прошлым и будущим нейронной активности»: отдельные контуры теряют способность удерживать и объединять информацию во времени и пространстве. То есть сознание выключается не потому, что мозг «отключается», а потому, что его работа становится раздробленной во времени и пространстве.
Анестезиологи Джордж Машур и Цзыжуй Хуан, комментируя результаты, отметили, что вероятность случайного совпадения таких закономерностей сразу у шести видов «исчезающе мала». Это, по их мнению, подтверждает существование единого «итогового пути» действия наркоза, общего для самых разных организмов.
Практический смысл работы в том, что общий механизм может стать ориентиром для контроля глубины наркоза: если выключение сознания у всех видов выглядит как распад упорядоченной работы нейронов во времени, то и отслеживать его можно по одним и тем же признакам, независимо от конкретного препарата. Кроме того, результаты подкрепляют взгляд, согласно которому сознание опирается не на отдельные «центры», а на способность мозга связывать события во времени и пространстве. Понимание этого механизма может помочь точнее дозировать анестезию и приблизиться к разгадке природы сознания.
Ранее в лаборатории вырастили мини-мозг с клеточной памятью, проживший шесть лет.