Anestesialääkkeillä aiheutettu vastauskyvytön tila näkyy aivojen sähköisen toiminnan muutoksena jo ennen tajuttomuutta, selviää diplomi-insinööri Roosa Kallionpään Turun yliopistoon tekemästä väitöstutkimuksesta. Tutkimuksessaan Kallionpää pyrki selvittämään kahden anestesia-aineen, deksmedetomidiinin ja propofolin, avulla tajunnan ja vastauskykyisyyden hermostollisia korrelaatteja. Tutkimus antaa eväitä parempien menetelmien kehittämiseksi ihmisen tajuisuuden, vastauskyvyn ja ympäristöön kytkeytyneisyyden arvioimiseksi tilanteissa, joissa henkilö ei esimerkiksi anestesian tai sairauden vuoksi pysty fyysisesti reagoimaan.
Psykologian alan väitöstutkimuksessaan Roosa Kallionpää tarkasteli anestesia-aineiden tarkasti suunnitellun annostelun avulla aikaansaatujen erilaisten tajunnantilojen yhteyksiä aivojen toimintaan. Tutkimuksessa nuorille terveille vapaaehtoisille annettiin joko tehohoitorauhoitteena käytettävää deksmedetomidiinia tai leikkauksissa nukutuslääkkeenä käytettävää propofolia kunnes he menettivät vastauskykynsä.
–Tasaisen lääkeannostelun aikana koehenkilöt herätettiin ja haastateltiin. Koko kokeen ajan mittasimme aivosähkökäyrää, josta voitiin tutkia merkitysprosessointia heijastelevaa N400-herätevastetta sekä konnektiivisuutta eli aivoalueiden välisiä toiminnallisia yhteyksiä. Näin pystyimme vertailemaan erilaisia tajunnantiloja, vaikka lääkeannos pysyi samana, Kallionpää kertoo.
Heräämisen jälkeen tutkijat haastattelivat koehenkilöitä selvittääkseen, millaisia kokemuksia näillä oli vastauskyvyttömyyden ajalta.
– Tutkimus toi esille, että juuri ja juuri vastauskyvyttömyyden aikaansaavat deksmedetomidiini- ja propofoliannokset eivät useinkaan aiheuta kokemuksista vapaata tajuttomuutta. Deksmedetomidiini ei myöskään täysin estänyt merkityssisällöllisten ärsykkeiden käsittelyä. Pään etuosasta mitattu konnektiivisuus saattaa olla tulevaisuudessa hyödyllinen menetelmä anestesian syvyyden mittaamisessa, Kallionpää sanoo.
Aivosähkökäyrään (EEG) pohjautuvat menetelmät tarjoavat Kallionpään mukaan lupaavia mahdollisuuksia mitata yleisanestesian vaikutusta aivoissa, sillä EEG-pohjaisia menetelmiä käytetään jo nyt anestesian valvontaan ja niitä on suhteellisen helppo hyödyntää leikkaussalissa.
Tutkimuksessa etummaisten EEG-kanavien välillä mitattu konnektiivisuus alfa-taajuuskaistassa erotteli toisistaan tilat, jotka erosivat vastauskykyisyyden tai lääkepitoisuuden suhteen. Konnektiivisuuden vallitseva suunta pään etualueella muuttui henkilön vastauskykyisyyden mukaan.
– N400-herätevasteella mitattu puhutun kielen ymmärtäminen katosi vastauskyvyn menettämisen myötä eivätkä koehenkilöiden aivot enää kyenneet erottelemaan järkeviä ja järjettömiä lauseita toisistaan. Deksmedetomidiiniryhmässä osa N400-vasteesta kuitenkin säilyi, mikä viittaa siihen, että anesteettien aiheuttaman vastauskyvyttömyyden aikana sanojen prosessointi voi säilyä osittain, Kallionpää kertoo.
Osa tutkituista oli herätettävissä kevyen kokeellisen nukutuksen aikana, kun taas osaa ei pystytty herättämään kesken anesteetin annostelun sen paremmin nimellä kutsumalla kuin kevyellä ravistelullakaan.
– Subjektiiviset kokemukset olivat yleisiä kevyen kokeellisen nukutuksen aikana eli henkilöt eivät olleet tajuttomassa tilassa. Kokemukset olivat kuitenkin yleisimmin tutkimusympäristöstä irtikytkeytyneitä eli esimerkiksi unennäköä. Kaikki haastatteluraportit, joissa henkilö kertoi pystyneensä havainnoimaan ympäristöään anestesian aikana, liittyivät lyhyisiin havahtumisiin, Kallionpää kertoo.
Hän toteaa tajunnan arvoituksen olevan yksi tieteen suurista mysteereistä.
– Tutkimusprojektissamme olemme yrittäneet selvittää, mitkä aivojen alueet ja toiminnat ovat yhteydessä siihen, että ihmisen tajunta sammuu vaiheittain anestesia-aineiden vaikutuksesta ja palautuu anestesian kevetessä ennalleen, Kallionpää sanoo.
***
DI Roosa Kallionpää esittää väitöskirjansa ”Anesthetic-induced unresponsiveness: Electroencephalographic correlates and subjective experiences” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa lauantaina 15.4.2023 klo 12:00 (Turun yliopisto, Educarium, EDU1-luentosali, Assistentinkatu 5, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori emeritus Arvi Yli-Hankala (Tampereen yliopisto) ja kustoksena dosentti Katja Valli (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen. Väitöksen alana on psykologia.
Väittelijän yhteystiedot: roosa.kallionpaa@utu.fi
