El propofol se une a los receptores GABA del cerebro, inhibiendo las neuronas de estos. Al hacerlo, desestabiliza la actividad cerebral hasta que el cerebro ya no puede mantenerse consciente.
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desentrañado el mecanismo exacto por el cual el propofol, un anestésico ampliamente utilizado, induce la inconsciencia. Este descubrimiento, publicado en la revista Neuron, podría revolucionar la forma en que se monitorean y administran los anestésicos en el quirófano, mejorando la seguridad y eficacia del proceso.
El equipo de neurocientíficos, liderado por los profesores Earl K. Miller e Ila Fiete, ha utilizado una técnica novedosa para analizar la actividad neuronal, revelando que el propofol altera el equilibrio normal del cerebro entre estabilidad y excitabilidad. Este hallazgo es fundamental para comprender cómo este fármaco, y potencialmente otros anestésicos, inducen la inconsciencia.
"El cerebro debe operar en un filo de navaja entre la excitabilidad y el caos," explica el Dr. Miller. "El propofol parece alterar los mecanismos que mantienen al cerebro en ese estrecho rango de funcionamiento, llevando a una pérdida de la conciencia."
El propofol se une a los receptores GABA del cerebro, inhibiendo las neuronas que tienen esos receptores. Al hacerlo, desestabiliza la actividad cerebral hasta que el cerebro ya no puede mantenerse consciente. Este proceso fue confirmado mediante registros eléctricos en cerebros de animales, observando cómo el cerebro tardaba cada vez más en recuperar su nivel de actividad inicial tras recibir estímulos, hasta que finalmente perdían la conciencia.
Para validar estos resultados, los investigadores utilizaron una red neuronal simple en un modelo computacional. Al aumentar la inhibición de ciertos nodos de la red, replicaron la inestabilidad observada en los cerebros de los animales. "Vimos una desestabilización al aumentar la inhibición, sugiriendo que un aumento de la inhibición puede generar inestabilidad y, posteriormente, pérdida de conciencia," señala Adam Eisen, coautor principal del estudio.
El descubrimiento tiene implicaciones significativas para la práctica clínica. Los investigadores creen que otros anestésicos podrían inducir inconsciencia a través de mecanismos similares, lo que podría permitir el desarrollo de sistemas de monitoreo más precisos. Estos sistemas, en los que el equipo de MIT ya está trabajando, medirían la dinámica cerebral y ajustarían las dosis de medicamentos en tiempo real.
"Si encontramos mecanismos comunes entre diferentes anestésicos, podríamos hacerlos más seguros ajustando ciertos parámetros, en lugar de desarrollar protocolos de seguridad para cada uno por separado," explica Miller. Este avance no solo mejoraría la administración de anestesia, sino que también podría aplicarse a otros estados cerebrales y trastornos neuropsiquiátricos, como la depresión y la esquizofrenia.
Para medir la estabilidad dinámica del cerebro, los investigadores utilizaron una técnica llamada incrustación retardada, que permite caracterizar sistemas dinámicos a partir de mediciones limitadas. Esta técnica amplía cada medición con registros previos, lo que ayuda a cuantificar cómo responde el cerebro a entradas sensoriales o perturbaciones espontáneas.
En el estado normal de vigilia, la actividad neuronal se estabiliza rápidamente después de cualquier estímulo. Sin embargo, bajo los efectos del propofol, esta actividad se vuelve cada vez más inestable, prolongando el tiempo que el cerebro tarda en volver a su nivel inicial y eventualmente llevando a la pérdida de conciencia.
Miller y su equipo están colaborando con Emery Brown, profesor de Ingeniería Médica en el MIT, para desarrollar sistemas que monitoreen la dinámica cerebral y ajusten la dosis de anestesia en tiempo real. Estos sistemas podrían hacer que los procedimientos anestésicos sean más seguros y eficaces, reduciendo el riesgo de complicaciones.
"Este método es bastante poderoso y creo que será muy emocionante aplicarlo a diferentes estados cerebrales, diferentes tipos de anestésicos y también a otras afecciones neuropsiquiátricas como la depresión y la esquizofrenia," concluye Fiete.
Este estudio representa un paso crucial en la comprensión de los mecanismos de la anestesia y abre nuevas vías para mejorar la seguridad y eficacia de los procedimientos anestésicos en todo el mundo.
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