(Nicol & Morton, Wissenschaftliche Berichte, 2020) Dosierungen des Arzneimittels Ketamin Die bei der Erforschung der Huntington-Krankheit an Schafe verabreichten Medikamente haben neue Erkenntnisse darüber erbracht, wie das Anästhetikum auf das Gehirn wirkt und seine schmerzstillende und dissoziative Wirkung entfaltet.
Am auffälligsten war, dass den Tieren in einer Phase des Experiments hohe Dosen verabreicht wurden. Elektroenzephalographie (EEG)-Messungen ihrer kortikalen Aktivität schienen zu zeigen, dass die Gehirnaktivität augenblicklich vollständig abgeschaltet wurde.
Dieser völlige Ausfall der kortikalen EEG-Aktivität – ein Phänomen, das nach Aussage des Teams bisher noch nie beschrieben wurde – hielt bei den Probanden bis zu mehreren Minuten an, bevor ihre Gehirnaktivität erneut anstieg.
„Das war nicht nur eine verminderte Gehirnaktivität.“ Nach der hohen Ketamindosis versagte das Gehirn dieser Schafe vollständig. „Das haben wir noch nie gesehen“, sagt Neurobiologin Jenny Morton von der University of Cambridge.
„Einige Minuten später funktionierten ihre Gehirne wieder normal – es war, als ob sie gerade erst aus- und wieder eingeschaltet worden wären.“
EEG-Löcher im Gehirnspektrogramm von Schafen sichtbar. (Nicol & Morton, Wissenschaftliche Berichte, 2020)
Die Ergebnisse unterstreichen, wie viel wir noch über die Auswirkungen von Ketamin auf die Gehirnaktivität lernen müssen. Das neuroaktive Medikament war erstmals in den 1960er Jahren synthetisiert und wurde in den darauffolgenden Jahrzehnten sowohl bei menschlichen Patienten als auch bei Tieren als Schmerzmittel und Beruhigungsmittel eingesetzt.
In den letzten Jahren hat sich Ketamin auch bei der Behandlung einer Reihe anderer Erkrankungen als vielversprechend erwiesen, darunter Depression , Posttraumatische Belastungsstörung , Und Migräne .
Noch berüchtigter ist, dass die Substanz in hohen Dosen seit langem als Freizeitdroge beliebt ist, die einen starken dissoziativen und manchmal katatonischen Zustand auslöst, der oft als „Störung“ bezeichnet wird. K-Loch ' – ein ‚Zustand des Vergessens, der mit einer Nahtoderfahrung verglichen wird‘, wie Morton und sein Forscherkollege Alister Nicol sagen schreiben in ihrer neuen Studie .
„Subjektive Effekte umfassen Wahrnehmungsverzerrungen, das Gefühl des Schwebens, lebhafte Träume oder Illusionen, Verzerrungen des Zeit- und Raumgefühls sowie Veränderungen des Stimmungszustands und der Körperwahrnehmung“, so die Forscher Forscher erklären .
„Bei einer ausreichend hohen Dosis werden sowohl das Bewusstsein für sich selbst und die Umgebung als auch die Interaktionen mit anderen erheblich beeinträchtigt.“
Während das Hauptziel des größeren Forschungsprojekts des Teams darin besteht, in einem Schafmodell zu untersuchen, wie therapeutische Medikamente auf das Gehirn wirken Huntington-Krankheit Die hier berichteten Ergebnisse stammen aus Experimenten mit ausschließlich gesunden Schafen – allerdings mit Tieren, denen EEG-Geräte chirurgisch in den Schädel implantiert wurden, um die elektrische Aktivität des Gehirns aufzuzeichnen.
„Unser Ziel war es nicht wirklich, die Auswirkungen von Ketamin zu untersuchen, sondern es als Werkzeug zu nutzen, um die Gehirnaktivität bei Schafen mit und ohne das Huntington-Gen zu untersuchen.“ sagt Morton . „Aber unsere überraschenden Erkenntnisse könnten helfen, die Wirkungsweise von Ketamin zu erklären.“
In der Studie, die mehrere Monate dauerte, wurden den Schafen unterschiedliche Ketamindosen verabreicht, die von sehr niedrigen (3 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht) bis zur höchsten verabreichten Dosis von 24 mg/kg (was bei am oberen Ende des Anästhesiebereichs und am unteren Ende, wenn das Medikament zu Freizeitzwecken verwendet wird).
Unabhängig von der Dosis folgten die Messwerte der Schafe im Allgemeinen drei verschiedenen aufeinanderfolgenden Aktivitätsphasen: einer Phase der Sedierung durch das Anästhetikum, gefolgt von einer Phase der Dissoziation Bewusstsein ohne willkürliche Bewegung, gefolgt von einer Phase praktisch völliger Wachsamkeit, wenn auch immer noch ohne willkürliche Bewegung.
Während der zweiten Phase, als die Tiere aus der Sedierung erwachten, identifizierten die Forscher einen alternierenden Oszillationszustand in den Gehirnmessungen, bei dem die Ausgabe des gesamten Kortex zwischen Ausbrüchen nieder- und hochfrequenter Oszillationen wechselte.
„Während die subjektive Erfahrung von Schafen nicht bestimmt werden kann“, schreiben die Autoren, „ist das klinische und psychische Profil der Ketaminverabreichung beim Menschen sehr gut beschrieben, und der Zeitpunkt macht es wahrscheinlich, dass diese ‚Oszillation der Oszillationen‘ dem verursachten dissoziativen Zustand zugrunde liegt.“ durch Ketamin.'
Das ist nicht alles. Bei den höchsten verabreichten Dosen (24 mg/kg) beobachteten die Forscher eine noch bemerkenswertere Reaktion, wobei die EEG-Aktivität bei fünf der sechs getesteten Schafe vollständig aufhörte – ein Phänomen, das die Forscher das „EEG-Loch“ nannten und das zwei Minuten nach der EEG-Aktivität auftrat Medikament wurde abgegeben.
„Nach unserem Kenntnisstand ist dies der erste Bericht über einen solchen Effekt“, erklärt das Team. „Es scheint wahrscheinlich, dass das völlige Aufhören der kortikalen Aktivität dem Phänomen zugrunde liegt, das als ‚K-Loch‘ bekannt ist.“
Als erklärte Morton Inverse , bedeutet das EEG-Loch nicht unbedingt, dass die gesamte Gehirnaktivität zum Stillstand gekommen ist. Wenn ja, könnten die Tiere aufgehört haben zu atmen. Stattdessen spiegelt der sinkende EEG-Wert lediglich ein sehr seltsames Aufhören der üblichen elektrischen Aktivität wider, die wir unter normalen Umständen im Gehirn feststellen können.
„Die Aktivität im Kortex einiger Schafe hört für kurze Zeit vollständig auf“, sagte Morton Invers . „Aber das Gehirn ist es.“ nicht tot oder beschädigt.'
Innerhalb weniger Minuten löste sich das EEG-Loch auf und die Schafe zeigten eine Gehirnaktivität, die ansonsten mit den Phasen des Medikaments übereinstimmte, die bei niedrigeren Dosen beobachtet wurden.
Während wir immer noch nicht wissen, wie Ketamin diese ungewöhnlichen Wirkungen auf das Gehirn ausübt, sagen die Forscher, dass die Erforschung der physiologischen Mechanismen des Medikaments uns helfen könnte, mehr über die Funktionsweise des Gehirns als Ganzes zu erfahren – was besonders wichtig im Zusammenhang mit Hirnerkrankungen ist. wie zum Beispiel Schizophrenie .
„Zu verstehen, wie verschiedene Gehirnregionen ein- und ausschalten, ist der Schlüssel zum Verständnis der Funktion neuronaler Netze.“ die Autoren schreiben .
„Durch Ketamin hervorgerufene Veränderungen im EEG stellen ein interessantes Instrument zur Untersuchung solcher Netzwerke dar, nicht nur im normalen Gehirn, sondern auch bei neurologischen Erkrankungen, bei denen kognitive und psychiatrische Störungen im Vordergrund stehen.“
Über die Ergebnisse wird berichtet Wissenschaftliche Berichte .