Un pequeño circuito humano reproduce las ondas de la anestesia

La anestesia general hace posibles las cirugías, pero sigue siendo difícil relacionar la acción de un fármaco sobre cada célula con las ondas eléctricas observadas en un cerebro anestesiado. Daniel Toker, Ranmal Samarasinghe y sus colegas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) encontraron esa conexión en un modelo humano cultivado en laboratorio: tras la exposición al propofol, un fármaco anestésico, las células nerviosas dispararon con menos frecuencia de forma individual, mientras la actividad del circuito comenzó a oscilar en ondas lentas y sincronizadas. El estudio se publicó en el British Journal of Anaesthesia; Tiare Dunlap informó de los resultados para UCLA Newsroom el 1 de octubre.

En términos sencillos, el equipo construyó pequeños circuitos tridimensionales llamados asembloides: combinaciones de tejidos derivados de células adultas reprogramadas para volver a un estado parecido al de las células madre. Unieron modelos de regiones que producen neuronas excitadoras, que propagan señales, y neuronas inhibidoras, que las atenúan, junto con células gliales de apoyo. Estos circuitos permiten observar a la vez la actividad de células individuales y el ritmo del conjunto. Son modelos simplificados de tejido en desarrollo, no cerebros completos.

El equipo expuso estos circuitos al propofol, un fármaco utilizado para inducir la anestesia general, y registró su actividad eléctrica. Aunque cada neurona se volvió menos activa, muchas empezaron a fluctuar juntas, lo que produjo ondas amplias y lentas similares a las observadas en registros eléctricos de pacientes anestesiados. La coordinación, en lugar de un aumento de los disparos de cada célula, explica cómo la señal colectiva puede crecer mientras las células se aquietan.

Dos controles ayudan a localizar el mecanismo. Los modelos más sencillos sin neuronas inhibidoras no generaron el patrón característico. Cuando los investigadores bloquearon los receptores celulares sobre los que actúa el propofol, la respuesta también desapareció. Como estos asembloides carecen de tálamo, una estructura profunda del cerebro que intercambia señales con la corteza cerebral, su capa externa, el experimento muestra que un circuito cortical mínimo puede bastar para producir este patrón eléctrico en el laboratorio. No demuestra que el tálamo no intervenga en la anestesia de las personas.

El resultado ofrece una plataforma controlable para investigar qué células y señales generan ritmos asociados a la anestesia. La evidencia respalda la reproducción de una firma eléctrica y el papel de las neuronas inhibidoras en este modelo; no prueba que el tejido sea consciente ni explica por sí sola la pérdida de conciencia humana. Las comparaciones entre anestésicos y con registros de pacientes serán decisivas para establecer hasta dónde se generaliza este mecanismo.