چرا در زمان بیهوشی احساس درد نمی کنیم؟

یک تصویر ویدئویی، مردی 60ساله را نشان می دهد که در حالت بیداری روی تخت جراحی دراز کشیده و پزشکی انگشت خود را در برابر صورت آن مرد حرکت می دهد و به او می گوید تا حرکت آن را پیوسته دنبال کند. لحظاتی بعد و پس از تزریق داروی بیهوشی پلک های مرد به آرامی پایین آمده و سپس مردمک چشمان او از حرکت باز می ایستد و فقط صدای دستگاه کنترل قلب به ما می فهماند که او هنوز زنده است.
دکتر «امری براون» متخصص بیهوشی می گوید:«او در حالت کما به سر می برد. بیهوشی عمومی در واقع حالت کما با استفاده از دارو است». او به عنوان متخصص بیهوشی بارها شاهد یکی از بزرگ ترین و مهیج ترین اقدامات علم پزشکی مدرن بوده است. در هر روز تقریباً 60 هزار بیمار در ایالات متحده بیهوش می شوند تا بدون آگاهی و فارغ از هر نوع درد و رنجی، اعمال جراحی روی آن ها انجام شود.
اگرچه بیش از 150سال است که عمل بیهوشی بر روی بیماران انجام می شود، ولی این که پس از بیهوشی چه چیزی در درون مغز آدمی رخ می دهد هنوز در هاله ای از ابهام قرار دارد. دانشمندان هنوز نمی دانند که داروهای بیهوشی چه تأثیری بر مدارهای مغزی وارد می کنند، چه تفاوتی میان بیهوشی و دیگر مسیرهایی که به فقدان هوشیاری منتهی می شود، مانند حالت کما بعد از بروز یک حادثه، وجود دارد. آیا بخش هایی از مغز ما به راستی خاموش می شود یا آن که فقط ارتباط آن با بخش هایی دیگر از مغز متوقف می شود؟ اختلاف میان بیهوشی، هیپنوتیزم و تمرکز کردن( مدیتیشن) عمیق در چیست؟ و این نکته که در زمان انتقال از حالت هوشیاری به ناهوشیاری چه اتفاقی در مغز روی می دهد؟
براون می گوید:«ما فقط می دانیم که می توانیم انسان را بیهوش کنیم و به هوش آوریم اما هنوز قادر به بیان نحوه عملکرد مغز در زمان بیهوشی نیستیم».
براون قصد دارد برای پاسخگویی به بنیادی ترین پرسش ها درباره مغز، از بیهوشی به عنوان یک ابزار قدرتمند استفاده کند. او بر این باور است که پی بردن به اتفاقات صورت گرفته در مغز آن هم در پی استفاده از داروهای بیهوشی می تواند باعث امن تر و مؤثرتر شدن بیهوشی همراه با اثرات جانبی کمتری شود. همچنین این امر می تواند منتهی به کشف راه های درمانی جدیدتر برای کما و دیگر اختلالات مغزی شده و به پرسش های بنیادین مطرح شده در علم عصب شناسی از جمله طبیعت هوشیاری پاسخ دهد.
«جرج مسهور»(1)، متخصص بیهوشی و دانشمند عصب شناس در دانشگاه میشیگان می گوید:«بیهوشی در واقع نوعی علم عصب شناسی است و آن چه که ما هر روز انجام می دهیم، در حقیقت تنظیم کردن جنبه های گوناگون سیستم عصبی است».

از ناشمرده سخن گفتن تا سرودی آهنگین

متخصصان بیهوشی می دانند که در شرایط بیهوشی عمومی عناصر هوشیاری ناپدید می شود و بیماران احساس درد، آگاهی، خاطره و قدرت تحرک خود را از دست می دهند. با استفاده از میزان متفاوتی از داروها بر روند این تغییرات تأثیر می گذارند.
براون به همراه گروهی از محققان برای آزمایش جنبه های گوناگون بیهوشی در انسان ها و حیوانات از دستگاه الکتروانسفالوگرام (EEG)برای پایش فعالیت الکتریکی مغز استفاده می کنند. دستگاهی که در اتاق های عمل به وفور یافت می شود. شماری از متخصصان بیهوشی نیز فعالیت مغز بیماران خود را با دستگاه هایی که سیگنال های EEG را به شاخص های خاصی تبدیل می کند، بررسی می کنند. برخی دیگر از متخصصان علائم فیزیکی چون میزان ضربان قلب و سطح اکسیژن خون بیماران را مدنظر قرار می دهند. او می گوید فقط شمار اندکی از آنها وقت خود را صرف بررسی داده های خام EEG می کنند.
براون برای بررسی های خود دو مسیر جداگانه را برگزید 1- فعالیت در اتاق عمل بیمارستان 2- هدایت یک آزمایشگاه تحقیقاتی که کار آن توسعه الگوریتم های حاصله از سیگنال های مغزی برای استخراج اطلاعات از داده های بیولوژیکی بود.
او هیچ وقت اجازه نمی داد که آزمایش های عصب شناسی طی اعمال جراحی انجام شود. تا این که یکی از همکارانش به او پیشنهاد کرد مطالعه ای بر روی بیماران بیهوش شده انجام دهد. او می گوید«با مشاهده این فرآیند تازه متوجه می شوید که بخش هایی از مغز شما هرگز خاموش نمی شود، بلکه یک سلسله مراتب و درجه بندی در آنجا به چشم می خورد».
این موضوع در زمانی که اثر داروها از بین می روند نیز به چشم می خورد. معمولاً بعد از بیهوشی ابتدایی ترین عملکردهای مغز بازگشت می کنند: تنفس باز می گردد، زبان بیمار با بزاق دهان پر و اشک از چشمان وی جاری می شود. پس از فعالیت مجدد بخش هایی از مغز که کنترل احساس گلو را برعهده دارند، بلعیدن و سرفه کردن بیمار از سر گرفته می شود، چشمان بیمار حرکت کرده و به دنیای خارج واکنش نشان می دهد و در نهایت، سستی و رخوت بیمار از میان رفته و عملکرد مغز از سر گرفته می شود. براون می گوید:«اگر آن چه را که واقعاً در مغز اتفاق می افتد مشخص نکنیم و به مسیرهای جدیدی برای پیشرفت فرآیند بیهوشی نیندیشیم، اشخاصی بی مبالات و لاقید خواهیم بود».
یکی از عواملی که براون را وادار به مشاهده نتایج EEG بیماران خود کرد، سرعت و قدرت داروهای بیهوشی بود که می توانست فعالیت مغز را دگرگون کند. او پی برد که همچنان که بیماران بیهوش می شدند، الگوی عادی امواج با شدت پایین و فرکانس بالا به پالس هایی با دامنه کمتر اما شدت بیشتری تغییر وضعیت می دادند. گویا نجواهای ناشمرده مغز به سرودی آهنگین بدل می شود و فعالیت مغز از عقب به سمت جلو تغییر وضعیت می دهد. او می گوید:«به نظر می رسد فرآیندهای مغزی در حد بسیار عالی سازمان دهی شده اند و ما می توانیم شاهد الگوهای بسیار مرتبی در قالب زمان و فضا باشیم.»
براون با مشاهده نتایج EEG پی برد که شماری از داروها باعث کاهش فرکانس امواج مغزی می شوند که آن هم نتیجه نوسان امواج کوتاه و منظم در میان فضای بزرگی از مغز می باشد در حالی که داروهای دیگری سبب می شوند تا فضاهای خاصی از مغز نوسانی تند و منظم از خود بروز دهند. براون می گوید:«چون متخصصان بیهوشی معمولاً داروهای زیادی را به بیماران می دهند، این آثار می توانند به طور همزمان در آن ها بروز نماید و نتیجه حاصله مانند یک سیگنال فشرده شده است. در هر صورت بخش های مختلف مغز نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.»
مطالعات صورت گرفته بر روی نتایج EEG بیماران در سال های اخیر این عقیده که بیهوشی به سادگی مغز را از کار نمی اندازد اما تا اندازه ای بر روی ارتباطات داخلی آن تأثیر می گذارد را تأیید کرده است. برای مثال تحقیقات دکتر مسهور نشان داده است که بازخورد میان قسمت های جلو و عقب مغز در زمان بیهوشی عمومی مختل و منتهی به قطع ارتباط شبکه های مختلف مغزی می شود.(که برای هوشیاری اهمیت زیادی دارد).
«آنتونی هورتز»، متخصص بیهوشی دانشکده پزشکی ویسکانسین خاطرنشان می کند که بیهوشی نمی تواند به سادگی باعث خاموش شدن حواس ما شود. هورتز برای مشاهده فعالیت مغز انسان در زمانی که به سمت ناهوشیاری سوق داده می شوند، عمل بیهوشی را بر روی چند نفر از داوطلبان در سطحی به مراتب پایینتر از آن چه که در بیمارستان ها صورت می گیرد، انجام داد.
او می گوید:«ما متوجه شدیم که یک مغز بیهوش شده هنوز می تواند به محرک ها واکنش نشان دهد».
درک بهتر این تغییرات می تواند نقطه شروع مسیری به سمت درمان آسیب ها و ناتوانی های مغزی به شمار آید. الگوهای نوسان های مغزی به دست آمده در بیماران که از داروهای بیهوشی استفاده کرده بودند مشابه وضعیت اشخاصی بود که دچار حملات صرع شده یا آن که به کمای عمیقی فرورفته بودند. حالت نیمه هوشیاری که با تزریق مقدار کمی از داروی بیهوشی رخ داد، به بیداری معمولی یا مراحل ابتدایی خواب شبیه بود اما برای تشخیص دقیق چگونگی ارتباط این الگوها تحقیقات بیشتری نیاز است.

نقشه خرابی ارتباط

برای درک دقیقتر از علت مختل شدن ارتباط میان حوزه های گوناگون مغز در زمان بیهوشی، دانشمندان باید نقشه فعالیت این مناطق و ارتباط متقابل میان آنها را با جزئیات بیشتری تهیه کنند. آنها برای این منظور و جهت اندازه گیری تغییرات جریان خون و فعالیت های عصبی از تشدید مغناطیسی(2) استفاده می کنند.
براون با همکاری یک متخصص محیط زیست به نام «پاتریک پوردون»، راهی برای ضبط هم زمان EEG و انجام اسکن های FMRI بر روی بیمارانی که به حالت بیهوشی عمیقی وارد می شوند، یافته است. چون تصویربرداری از مغز انسان هایی که بیهوش می شوند، کاری بسیار دقیق و ظریف است و متخصصان بیهوشی به اسکنر و یک اتاق عمل نیاز دارند، براون و همکارانش راهی برای حل مشکلات ایمنی و فنی این کار پیدا کردند. آنها از داوطلبانی استفاده کردند که عمل نای بُری(3) انجام داده یا آن که در گلوی آنها از طریق جراحی سوراخ هایی ایجاد شده بود که می شد در زمان اضطرار برای اکسیژن رسانی به آنها استفاده کرد. محققان نشان دادند که می توانند داده های EEG و FMRI بیمارانی که در حالت بیهوشی قرار گرفته بودند را بدون آنکه خطری آنها را تهدید کند، ضبط نمایند. در حال حاضر آنها تلاش می کنند تا با استفاده از تصاویر مربوط و داده های حاصله از EEG تغییرات قابل مشاهده را در بیماران بیهوش شده، ملاحظه کنند.
سؤال این است که اگر بتوان به شکلی سازمان یافته نحوه از دست دادن هوشیاری مغز را تحت تأثیر داروهای بیهوشی مشخص کرد، آیا می توان تعیین کرد که هوشیاری از چه چیزهایی تشکیل شده است؟
براون خاطرنشان می کند که او نمی تواند به سادگی موضوع هوشیاری را مطالعه کند و آن را مشکلی پیچیده قلمداد می کند که شماری از عصب شناسان حتی از بحث درباره آن اجتناب می ورزند. او هدف خود را مطالعه عملکرد مغز افراد در حالات بیهوشی، خواب، کما، هیپنوتیزم، تمرکز( مدیتیشن)، جنبه هایی از اختلالات بیماری هایی چون اسکیزوفرنی، صرع و پارکینسون می داند و بر این باور است که نحوه درک عملکرد مغز آن هم در زمان انحراف از وضعیت هوشیاری عادی خود می تواند پرده از واقعیات هوشیاری بردارد.
مطالعات صورت گرفته بر روی بیهوشی، فرضیه عمومی ارتباط هوشیاری با نوع خاصی از امواج مغزی با فرکانس 40 هرتز را دچار شک و شبهه کرده است. دکتر مسهور می گوید؛ تحقیقات نشان می دهد که این امواج حتی در زمانی که بیماران هوشیار نیستند نیز وجود دارند. اما الگوهایی که متخصصان بیهوشی مشاهده می کنند باعث تقویت این فرضیه می شود که هوشیاری از تجمع اطلاعات در شبکه گسترده مغزی شکل می گیرد. هورتز می گوید چون داروهای مختلف از ساختارهای شیمیایی و تأثیرات گوناگونی چون انسداد حافظه یا آرامش مغز برخوردارند، اگر آن ها را به مقدار زیادی به بیمار تزریق کنیم، ممکن است در مراحلی منجر به از دست دادن هوشیاری شوند.
چگونه می توانیم با داروهای متنوعی که تأثیرات مولکولی گوناگونی دارند به نتیجه برسیم؟ یک پاسخ برای پرسش فوق این است: چون هوشیاری از ارتباط متقابل و پیچیده شماری از فعالیت های مختلف شکل می گیرد، بنابراین می تواند از راه های گوناگونی نیز از هم گسیخته شود.
آگاهی از نحوه عملکرد مغز در زمان بیهوشی می تواند به محققان در کشف فعالیت های مغزی کمک و نکاتی که قبلاً نمی دانستند را برای آنها آشکار کند. بیهوشی امن تری که ممکن است از این تحقیقات حاصل شود می تواند در شناخت بهتر عملکرد مغز بیماران بیهوش شده مؤثر باشد و در نهایت منجر به کمک به اشخاصی شود که دچار کما شده اند.

پی نوشت ها :

1. George Mashour
2.FMRI
3.tracheostomy

منبع: نشریه دانشمند، شماره 584..