Исследователи из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса в Балтиморе сосредоточили свое внимание на гиппокампе, области мозга, которая имеет решающее значение для обучения и памяти. Гиппокамп содержит большое количество нейронов, которые развиваются в раннем постнатальном периоде и поэтому могут быть уязвимы для воздействия анестетика.
15-дневным мышам вводили клинически значимые дозы изофлурана, и было зарегистрировано их влияние на последующее развитие гиппокампа. Было обнаружено, что структуры одного класса нейронов (клетки гранулы зубчатой извилины) существенно изменены.
В частности, ветви или дендриты нейронов были почти вдвое длиннее, чем у нелеченных животных, что позволяет предположить, что анестетик вызвал аномальное ускорение их роста. Вдобавок они увидели значительное сокращение количества зрелых дендритных шипов – структур на дендритах, где находятся синапсы.
Чтобы увидеть, связаны ли эти изменения с влиянием на обучение, леченых и необработанных мышей подвергали двум стандартным поведенческим тестам (тест распознавания места объекта и тест Y-лабиринта). Мыши, получавшие изофлуран, показали значительно худшие результаты в обоих тестах.
Далее авторы показали, что фармакологическое ингибирование пути mTOR с помощью препарата рапамицин защищает мышей как от аномальных структурных изменений в головном мозге, так и от дефицита обучения, связанного с воздействием изофлурана. Таким образом, это исследование связывает неблагоприятные эффекты воздействия анестетиков на раннем этапе развития с mTOR, который, в свою очередь, ранее был связан с многочисленными когнитивными расстройствами нервного развития, включая аутизм и умственную отсталость Fragile-X, тем самым предполагая молекулярный механизм, с помощью которого анестетики могут оказывать неблагоприятное воздействие на мозг. разработка.
Консультативное предупреждение FDA основано на результатах исследований на людях и животных.
Некоторые эпидемиологические исследования, проведенные среди людей, показывают корреляцию между воздействием анестезии и ухудшением успеваемости в школе, увеличением кодов выставления счетов, связанных с нарушениями обучения, и дефицитом нейропсихологического тестирования. Эти результаты трудно интерпретировать сами по себе, учитывая, что воздействие общей анестезии подразумевает, что человек уже имел предыдущее заболевание и перенес операцию.
Однако, когда эпидемиологические результаты рассматриваются вместе с исследованиями на грызунах, такими как это, которые недвусмысленно демонстрируют, что воздействие анестетиков в ключевые периоды развития мозга приводит к ухудшению результатов поведенческих тестов обучения и памяти, причинная связь у людей кажется вероятной. В рекомендациях по безопасности FDA содержится призыв к дальнейшим исследованиям по этой теме, чтобы прояснить риск для пациентов.