Navigacija
Lista poslednjih: 16, 32, 64, 128 poruka.

'Booting up' the brain after anaesthesia

[es] :: Nauka :: 'Booting up' the brain after anaesthesia

[ Pregleda: 2475 | Odgovora: 7 ] > FB > Twit

Postavi temu Odgovori

Autor

Pretraga teme: Traži
Markiranje Štampanje RSS

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16683
...kabel-badenwuerttemberg.de.



+7169 Profil

icon 'Booting up' the brain after anaesthesia28.06.2014. u 11:36 - pre 118 meseci
http://www.pnas.org/content/111/25/9283

PDF: http://www.pnas.org/content/ea...06/04/1408296111.full.pdf+html

Citat:

Significance

How does the brain recover consciousness after significant perturbations such as anesthesia? The simplest answer is that as the anesthetic washes out, the brain follows a steady and monotonic path toward consciousness. We show that this simple intuition is incorrect. We varied the anesthetic concentration to parametrically control the magnitude of perturbation to brain dynamics while analyzing the characteristics of neuronal activity during recovery of consciousness. We find that, en route to consciousness, the brain passes through several discrete activity states. Although transitions between certain of these activity states occur spontaneously, transitions between others are not observed. Thus, the network formed by these state transitions gives rise to an ordered sequence of states that mediates recovery of consciousness.

Abstract

It is not clear how, after a large perturbation, the brain explores the vast space of potential neuronal activity states to recover those compatible with consciousness. Here, we analyze recovery from pharmacologically induced coma to show that neuronal activity en route to consciousness is confined to a low-dimensional subspace. In this subspace, neuronal activity forms discrete metastable states persistent on the scale of minutes. The network of transitions that links these metastable states is structured such that some states form hubs that connect groups of otherwise disconnected states. Although many paths through the network are possible, to ultimately enter the activity state compatible with consciousness, the brain must first pass through these hubs in an orderly fashion. This organization of metastable states, along with dramatic dimensionality reduction, significantly simplifies the task of sampling the parameter space to recover the state consistent with wakefulness on a physiologically relevant timescale.



Citat:

Three lines of evidence indicate that these clusters represent
attractor states of the thalamocortical dynamics: (i) The tran-
sitions between states are abrupt (e.g., Fig. S3), and the paucity
of points between the peaks of the probability distribution (Fig.
3B group data, Fig. S5 individual experiments) suggests that the
system does not spend a significant amount of time between the
densely occupied states. (ii) Dwell times within each state may
last up to several minutes (Fig. S7A). (iii) Fluctuations die down
when the system arrives into the clusters and increase between
clusters (Fig. S8). The decrease in the amplitude of fluctuations
associated with the arrival into densely populated regions of the
parameter space suggests stabilization of neuronal activity.



Interesantno istrazivanje.

Ako je tacno, izgleda da mozak ima specificnu "boot" sekvencu koja se izvrsava svaki dan prilikom prelaza iz nesvesnog stanja (spavanje) u svesno i ta sekvenca nije "random walk" kroz prostor mogucih parametara vec uredjena (autori koriste analogiju sa proteinima gde protein, takodje, prolazi kroz sekvencu diskretnih stanja tokom procesa "savijanja").

Ta tranzicija, ili "bootstrap" proces se sastoji iz nekolicine razlicitih stanja neuralne mreze koja su stabilna na nivou minuta. Povratak svesti zahteva uredjen sekvencijalni prolaz kroz specificna stanja. Period izmedju stanja je vrlo kratak. Takodje, analizom aktivnosti se neka od stanja identifikuju kao "habovi", zato sto kroz ta stanja mreza mora da prodje na putu do "bootovanja" svesti.

Tranzicija izmedju stanja je pracenja sa gradualnim opadanjem "bursting" aktivnosti koja je specificna za nesvesna stanja (delta i spori ritam). U pocetku procesa prolaza kroz sekvencu su prisutne fluktuacije sa periodicnim skokovima "burst" aktivnosti u periodima prolaza izmedju stanja, dok unutar samih stanja burst aktivnost opada. U toku "boot" sekvence se smanjuje kolicina "burst" aktivnosti sto verovatno ukazuje da je sam proces prolaska kroz stanja povezan sa stabilizovanjem zeljene neuralne aktivnosti koja je neophodna za uspostavljanje svesti. To je vrlo tezak problem koji CNS ima svaki dan, posto ogromna vecina mogucih aktivnosti u mrezi nisu kompatibilna sa svescu i mali lokalizovani problemi (aktivnost razlicita od zeljene) mogu izazvati globalni gubitak svesti kao u, recimo epilepticnim napadima.

Zasto je ovo uopste bitno, osim kao pomoc na putu za razumevanje funkcionisanja centralnog nervnog sistema?

Postoji jos jedna stvar: trenutni monitori dubine anestezije su bazirani na pracenju parametara koji nisu uvek garancija da pacijent nije svestan u toku operacije. "Svesnost u toku anestezije" je vrlo ozbiljan problem koji se desava u toku odredjenog procenta operacija i cesto je pracen traumama zato sto pacijent koji je parcijalno svestan cesto nije u stanju da komunicira sa lekarima koji ga operisu.

Zbog toga je bolje poznavanje obrasca neuralne aktivnosti u CNS-u koji vodi ka povratku svesti je vrlo bitan cilj istrazivanja, kako bi se mogli dizajnirati bolji monitori dubine anestezije.

DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Hank

Član broj: 320271
Poruke: 106



+827 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 07:04 - pre 118 meseci
Svesnost u toku anestezije je vrlo, vrlo loš fazon. :-) Postoji više vrsti monitora za dubinu anestezije tj. monitora koji funkcionišu na potpuno različitim principima - da li postoji mogućnost da se istovremeno koriste različiti monitori ili se na ovaj način ne bi puno dobilo, a po mnogo većoj ceni - u skladu sa čim su ovakva istraživanja i jedini način da se ta problematika reši?

Koliko sam ukapirao čitajući ove tekstove, svesnost u toku anestezije nije neka ekstremno retka pojava i masa faktora može uticati na pojavu iste - greška anesteziologa, prirodna tolerancija pacijenta ili tolerancija pacijenta izazvana korišćenjem nekih lekova i sredstava u prošlosti, ima veze i da li si muško/žensko/pušač/koliko piješ alkohol/debeo/riđ(a) prirodno (!?) itd.

Istraživanje je interesantno i van aspekta rešavanja problematike svesnosti u toku anestezije - na kraju će da ispadne da se mozak "pali" vrlo slično kompjuteru.

Pozdrav.
 
Odgovor na temu

Shadowed
Vojvodina

Član broj: 649
Poruke: 12846



+4783 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 07:25 - pre 118 meseci
Ko zna, mozda smo uvek svesni tokom anestezije a onda nam daju nesto da zaboravimo ;]

 
Odgovor na temu

bojan_bozovic

Član broj: 29028
Poruke: 3292
*.dynamic.sbb.rs.

Sajt: angelstudio.org


+392 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 07:38 - pre 118 meseci
Citat:
Shadowed: Ko zna, mozda smo uvek svesni tokom anestezije a onda nam daju nesto da zaboravimo ;]


Sve dok smo imobilizirani tako da hirurg može da uradi svoj posao nije važno osećamo li bol ili ne, proći će.
 
Odgovor na temu

Hank

Član broj: 320271
Poruke: 106



+827 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 07:40 - pre 118 meseci
Mislim da nije ovde poenta u bolu, koliko u vrlo ozbiljnim traumama kojima parcijalna svesnost tokom operacije često biva propraćena.

Slična stvar se događa i sa ljudima koje muči sleep apnea - na razne načine izazvani kraći ili duži prestanci disanja tokom spavanja usled kojih često bivaju "zaglavljeni" u "booting up" procesu: niti su u fazi sna, niti su budni, parcijalno su svesni, guše se, ali ne mogu kontrolisati pomeranje ruku/nogu što dalje izaziva niz drugih problema koji veze nemaju sa bolom, kao što su strah od spavanja, nekvalitetan odmor tokom noći itd.

Ovo istraživanje može biti veoma značajno i što se tiče daljeg proučavanja epilepsije, somnambulizma (mesečarenja) i čitavih nizova drugih bolesti/poremećaja.

Pozdrav.

[Ovu poruku je menjao Hank dana 30.06.2014. u 09:08 GMT+1]
 
Odgovor na temu

Ivan Dimkovic

Administrator
Član broj: 13
Poruke: 16683
*.hsi.kabelbw.de.



+7169 Profil

icon Re: \'Booting up\' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 10:30 - pre 118 meseci
Citat:
Hank:
Svesnost u toku anestezije je vrlo, vrlo loš fazon. :-) Postoji više vrsti monitora za dubinu anestezije tj. monitora koji funkcionišu na potpuno različitim principima - da li postoji mogućnost da se istovremeno koriste različiti monitori ili se na ovaj način ne bi puno dobilo, a po mnogo većoj ceni - u skladu sa čim su ovakva istraživanja i jedini način da se ta problematika reši?


Na zalost, svesnost u toku anestezije je fenomen koji nije redak. Zvanicne cifre su par komada na 1000 pacijenata, ali se sumnja da je broj veci i da je problem zapostavljen tj. da ga pacijenti ne prijavljuju uvek.

Ovde je opisan jedan slucaj: http://edition.cnn.com/2010/HEALTH/05/17/general.anesthesia/

Evo liste metoda koji se koriste za merenje dubine anestezije:

http://www.frca.co.uk/article.aspx?articleid=100493

Neki od metoda su proprietary algoritmi kao sto je, recimo "E-entropy": http://www.nice.org.uk/guidance/DG6, u pitanju je analiza EEG spektra gde se, u grubim crtama, racuna regularnost EEG-a: sto je vise EEG regularan, nivo anestezije je dublji.

Na zalost, i sa svim merama se i dalje moze desiti da je osoba svesna, tako da svakako ima mesta za unapredjivanje.

Citat:
bojan_bozovic
Sve dok smo imobilizirani tako da hirurg može da uradi svoj posao nije važno osećamo li bol ili ne, proći će.


Hank vec pomenu, ovde se radi o drugacijoj stvari: pacijenti koji se probude u toku anestezije cesto nisu u stanju da obaveste doktora zato sto su im misici paralizovani (medikamentima kao deo koktela koji se daje za uvodjenje u anesteziju).

Zamisli da se probudis odjednom na hirurskom stolu, gledas kako te seku a za sve vreme ne mozes ni prst da pomeris. U nekim slucajevima cak osecas i bol a ne mozes nista da uradis.

Prilicno gadna stvar koja moze ostaviti traume.
DigiCortex (ex. SpikeFun) - Cortical Neural Network Simulator:
http://www.digicortex.net/node/1 Videos: http://www.digicortex.net/node/17 Gallery: http://www.digicortex.net/node/25
PowerMonkey - Redyce CPU Power Waste and gain performance! - https://github.com/psyq321/PowerMonkey
 
Odgovor na temu

Hank

Član broj: 320271
Poruke: 106



+827 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 11:32 - pre 118 meseci
Citat:
Ivan Dimkovic:
Zamisli da se probudis odjednom na hirurskom stolu, gledas kako te seku a za sve vreme ne mozes ni prst da pomeris. U nekim slucajevima cak osecas i bol a ne mozes nista da uradis.


Gospođa koja je imala ovo iskustvo je tu situaciju opisala rečima: "I thought, well, maybe I've been wrong about my life, and I'm in hell".

Samo priprema za operaciju i postoperativni oporavak mogu biti traumatično iskustvo za čije rešavanje moraju biti konsultovani psiholozi i psihijatri, a ne tek ovakav užas da ti se dogodi.

Sličan motiv se javlja u knjizi "Johny got his gun" - Dalton Trumbo koji je poslužio kao inspiracija za film i pesmu "One" grupe Metallica.

"Joe Bonham, a young soldier serving in World War I, awakens in a hospital bed after being caught in the blast of an exploding artillery shell. He gradually realizes that he has lost his arms, legs, and all of his face (including his eyes, ears, teeth, and tongue), but that his mind functions perfectly, leaving him a prisoner in his own body."

Moliti za ubistvo (eutanaziju) je jedino rešenje - ali ni za to ne postoji način.

Zato su važna istraživanja poput ovog - nauka mora napredovati na putu upoznavanja načina na koje funkcioniše ljudski mozak, to je jedini način da se izleče (spreče) neke bolesti i poremećaji odnosno da se olakša patnja onima kojima se ne može pomoći.



Pozdrav.
 
Odgovor na temu

peromalosutra
Ivan Rajkovic
Software engineer
Luxoft
Berlin

Član broj: 54774
Poruke: 871
176.106.127.*



+148 Profil

icon Re: 'Booting up' the brain after anaesthesia30.06.2014. u 19:37 - pre 118 meseci
Ja sam imao operaciju slijepog crijeva sa 9 godina i iako nakon toliko vremena ne mogu tvrditi sa sigurnoscu, cini mi se da sam imao blazi oblik ove pojave. U sjecanju mi je ostalo da sam cuo konverzaciju izmedju doktora koji su obavljali operaciju i znam da sam u tom trenutku bio svjestan gdje se nalazim, medjutim nisam imao nikakav napad panike.

Sjecam se da sam se pitao da li ce me zaboliti kada krenu da me rezu, ali iako to cudno zvuci, ta pomisao mi uopste nije stvarala strah, bio sam potpuno smiren. Pretpostavljam da je anestezija vjerovatno uticala na te dijelove mozga. :)



 
Odgovor na temu

[es] :: Nauka :: 'Booting up' the brain after anaesthesia

[ Pregleda: 2475 | Odgovora: 7 ] > FB > Twit

Postavi temu Odgovori

Navigacija
Lista poslednjih: 16, 32, 64, 128 poruka.