Examining different aspects of unconsciousness
De basis voor de drie studies, evenals ander werk van het Center for Consciousness Science, komt van een theorie die Mashour tijdens zijn assistentschap heeft opgesteld.
SEE ALSO: A ‘Communication Breakdown’ During General Anesthesia
“Ik publiceerde een theoretisch artikel toen ik een assistent was in anesthesiologie, waarin ik suggereerde dat anesthesie niet werkt door de hersenen uit te schakelen, per se, maar eerder door processen in bepaalde gebieden van de hersenen te isoleren,” zegt Mashour. “In plaats van een sterk verbonden hersennetwerk te zien, resulteert anesthesie in een reeks eilanden met geïsoleerde cognitie en verwerking. We hebben deze gedachte, evenals het werk van anderen, genomen en er met ons onderzoek op voortgebouwd.”
In de studie in het Journal of Neuroscience analyseerde het team verschillende gebieden van de hersenen tijdens sedatie, chirurgische anesthesie en een vegetatieve toestand.
“Er wordt vaak gesuggereerd dat verschillende gebieden van de hersenen die gewoonlijk met elkaar praten, uit sync raken tijdens bewusteloosheid,” zegt Anthony Hudetz, Ph.D., professor in de anesthesiologie, wetenschappelijk directeur van het Centrum voor Bewustzijnswetenschap en senior auteur van de studie. “We toonden aan dat in de vroege stadia van sedatie, de tijdlijn van informatieverwerking veel langer wordt en lokale gebieden van de hersenen nauwer verbonden raken binnen zichzelf. Die verkramping kan leiden tot het onvermogen om verbinding te maken met gebieden op afstand.”
In de Frontiers in Human Neuroscience-studie verdiepte het team zich in hoe de hersenen informatie integreren en hoe dat in de echte wereld kan worden gemeten.
“We namen een zeer complexe computationele taak om informatie-integratie in de hersenen te meten en braken het op in een meer beheersbare taak,” zegt Lee, senior auteur van de studie. “We toonden aan dat naarmate de hersenen meer modulair worden en meer lokale conversaties hebben, de maat voor informatie-integratie begint af te nemen. In wezen keken we naar hoe de fragmentatie van het hersennetwerk plaatsvond en hoe we die fragmentatie konden meten, wat ons het gevoel geeft waarom we het bewustzijn verliezen.”
Ten slotte was het laatste artikel, in Trends in Neurosciences, erop gericht om de eerdere studies van het team en ander werk over het onderwerp van bewusteloosheid te nemen en een vollediger beeld samen te stellen.
“We onderzochten bewusteloosheid in drie verschillende omstandigheden: fysiologisch, farmacologisch en pathologisch,” zegt Mashour, hoofdauteur van de studie. “We ontdekten dat tijdens bewusteloosheid, een verstoorde connectiviteit in de hersenen en een grotere modulariteit een omgeving creëren die ongastvrij is voor het soort efficiënte informatieoverdracht dat nodig is voor bewustzijn.”