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Los estudios avance la comprensión de la desconexión sensorial durante sueño y anestesia

Durante sueño y bajo anestesia, respondemos raramente a los estímulos externos tales como sonidos aunque nuestros cerebros siguen siendo altamente activos.

Ahora, una serie de nuevos estudios de los investigadores en la facultad de Sackler de la universidad de Tel Aviv de remedio y la escuela de Sagol de la neurología encuentra, entre otros descubrimientos importantes, que noradrenalina, un neurotransmisor secretado en respuesta a la tensión, mentiras en el corazón de nuestra capacidad “apagada” nuestras reacciones sensoriales y duerme a fondo.

“En estos estudios, utilizamos diferente, los nuevos enfoques para estudiar la filtración de la información sensorial durante sueño y los mecanismos del cerebro que determinan cuando despertamos en respuesta a acciones externas,” explican a profesor Yuval Nir, que llevó la investigación para los tres estudios.

El primer estudio, publicado en el gorrón de la neurología el 1 de abril y llevado por el estudiante doctoral Yaniv Sela del TAU, llama en la pregunta la idea común validada que el tálamo -- una estación de relevo importante para las señales sensoriales en el cerebro -- es responsable de cegar la transmisión de señales a la corteza cerebral.

“El paro de la entrada talámica no es compatible con nuestras conclusión,” dice a Sela cuyo estudio compare cómo las neuronas en diversas regiones del cerebro responden a los sonidos simples y complejos mientras que están dormidas o despiertas.

Usando rata modela, él encontró que las reacciones de neuronas en la corteza auditiva eran similares cuando los roedores estaban despiertos o dormidos. Pero cuando él examinó la corteza perirrinal, relacionado con las asociaciones conscientes complejas de la opinión y de la memoria, él encontró que las neuronas mostraron reacciones mucho más débiles durante sueño.

Sigue habiendo el “análisis básico del sonido durante sueño, pero el cerebro el dormir tiene problema el crear de una opinión consciente del estímulo,” Sela agrega. “

También, mientras que encontramos que la inicial y las reacciones rápidas están preservadas en sueño, los que ocurren más adelante y requieren la comunicación entre diversas regiones en la corteza se rompen grandemente.”

El segundo estudio, publicado el 8 de abril en avances de la ciencia, encuentra que el Coeruleus del lugar geométrico, una región minúscula del médula oblonga y la fuente principal de las secreciones en el cerebro, juegos de la noradrenalina un papel fundamental en nuestra capacidad de desconectar del ambiente durante sueño.

Llevado por el estudiante doctoral Hanna Hayat del TAU en el laboratorio de profesor Nir, la investigación conducto en colaboración con profesor Tony Pickering de la universidad de Bristol, profesor Ofer Yizhar del instituto de Weizmann y profesor Eric Kremer PF la universidad de Montpellier.

La capacidad de desconectar del ambiente, de una manera reversible, es una característica central del sueño, nuestras conclusión muestra sin obstrucción que el sistema de la noradrenalina del Coeruleus del lugar geométrico desempeña un papel crucial en esta desconexión guardando un muy bajo de la actividad durante sueño.”

Hanna Hayat, estudiante doctoral, universidad de Tel Aviv

Con el fin de la investigación, los científicos utilizaron modelos de la rata para determinar el nivel de actividad del Coeruleus del lugar geométrico durante el sueño y que suena, eventualmente, sería responsable de despertar los roedores.

Encontraron que los niveles de la variación de las ratas de actividad del Coeruleus del lugar geométrico predicen exacto si los animales despertarían en respuesta a sonidos.

Las personas entonces impusieron silencio a la actividad del Coeruleus del lugar geométrico con el optogenetics, que los aparejos se encienden para controlar actividad neuronal, y encontrar que las ratas no despertaron fácilmente en respuesta a sonido.

“Cuando aumentamos la actividad de la noradrenalina del lugar-Coeruleus mientras que un sonido jugado en el fondo, las ratas despertó más con frecuencia en la reacción, pero cuando disminuimos la actividad del Coeruleus del lugar geométrico y jugamos el mismo sonido en el fondo, las ratas despertaron solamente raramente,” dice Hayat.

“Podemos decir tan que determinamos “una dial potente” esa los mandos la profundidad del sueño a pesar de estímulos externos.”

“Importantemente, nuestras conclusión sugieren que hyperarousal en algunos individuos que duermen liviano, o durante períodos de la tensión, quizá un resultado de la actividad continuada de la noradrenalina durante sueño cuando debe solamente haber la actividad mínima.”

El tercer estudio, publicado el 12 de mayo en los procedimientos de la National Academy of Sciences (PNAS), llevada en común por el Dr. Aaron Krom del centro médico de la universidad hebrea de Hadassah y estudiante doctoral Amit Marmelshtein del estudiante doctoral del TAU del TAU, se centra en nuestra reacción a la anestesia y encuentra que el efecto más importante de la baja-de-conciencia es la desorganización de la comunicación entre diversas regiones corticales.

El estudio era la fruta de una colaboración entre profesor Nir, profesor Itzhak Fried y el Dr. Ido Strauss de la facultad de Sackler del TAU de remedio y de centro médico de Tel Aviv Sourasky, y de personas en la universidad de Bonn.

“A pesar del uso rutinario de la anestesia en remedio, todavía no entendemos cómo la anestesia lleva a la baja de la conciencia; esto se considera un no se sabe importante en la investigación biomédica,” explica al Dr. Krom.

Para la investigación, los científicos registraron la actividad cerebral de los pacientes de la epilepsia que habían mostrado previamente poco a ninguna reacción a las intervenciones de la droga. Hospitalizaron por una semana y fueron implantados a los pacientes con los electrodos para establecer claramente donde en el cerebro sus capturas originaron.

Los entonces anestesiaron para el retiro de sus electrodos y su actividad de la neurona registró mientras que escucharon los sonidos a través de los auriculares.

Fueron pedidos para realizar una tarea hasta que perdieran la conciencia, que permitió que los investigadores examinaran cómo su actividad cerebral cambió, hacia abajo a las neuronas individuales, en respuesta a sonidos en el mismo momento que perdieron conciencia.

“Encontramos que la baja-de-conciencia rompió la comunicación entre las regiones corticales tales eso suena reacciones accionadas en la corteza auditiva primaria, pero no podido impulsar seguro reacciones en otras regiones de la corteza,” agrega Marmelshtein.

“Éste es el primer estudio para examinar cómo la anestesia y la baja de la conciencia afectan a reacciones sensoriales en una resolución de neuronas individuales en seres humanos.”

“Esperamos que nuestros resultados conduzcan la investigación futura, así como las tentativas de perfeccionar anestesia y de desarrollar los instrumentos que pueden vigilar el nivel de conciencia en anestesia y otros estados de la conciencia alterada tales como estados vegetativos y demencia severa.”

“Estos estudios avance nuestra comprensión de la desconexión sensorial durante sueño y la anestesia,” concluye a profesor Nir. Las “perturbaciones del sueño son un problema de salud importante y son frecuentes en el envejecimiento, así como en desordenes neurológicos y psiquiátricos.”

“Es importante probar si nuestras conclusión en niveles diversos de la noradrenalina pueden explicar hyperarousal que caracteriza condiciones tales como desordenes de ansiedad y PTSD y si tan emplear estas conclusión para desarrollar métodos nuevos para perfeccionar calidad del sueño.”

Source:
Journal reference:

Krom, A.J., et al. (2020) Anesthesia-induced loss of consciousness disrupts auditory responses beyond primary cortex. Proceedings of National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.1917251117.