Un dispositivo di monitoraggio cerebrale potrebbe un giorno eliminare l'incertezza dell'anestesia.

Un nuovo dispositivo di monitoraggio cerebrale mira ad essere il "giusto compromesso" nella somministrazione dell'anestesia, distribuendo farmaci nella giusta dose.

Nessun medico vuole che un paziente si svegli durante un intervento chirurgico - così come non lo desiderano i pazienti stessi. Perciò gli anestesisti spesso somministrano più farmaci del necessario per mantenere i pazienti sedati durante le procedure mediche o mentre sono collegati a macchine salvavita come i ventilatori.

Tuttavia, gli anestetici possono talvolta essere dannosi se somministrati in dosi eccessive, afferma David Mintz, un anestesista presso l'Università Johns Hopkins. Ad esempio, le persone anziane con condizioni cognitive come la demenza o la declino cognitivo correlato all'età potrebbero essere a rischio maggiore di confusione post-operatoria. Studi suggeriscono anche che lunghi periodi di utilizzo nei bambini piccoli potrebbero causare problemi comportamentali. "Più ne diamo, meglio è," afferma Mintz.

Un sistema automatizzato di somministrazione dell'anestesia potrebbe aiutare i medici a trovare la giusta dose di farmaco. Il nuovo dispositivo monitorava l'attività cerebrale dei macachi Rhesus e somministrava un anestetico comune chiamato propofol in dosi regolate automaticamente ogni 20 secondi. Dosi fluttuanti garantivano che gli animali ricevessero la quantità esatta di farmaco - né troppo né troppo poco - per rimanere sedati per 125 minuti, hanno riportato i ricercatori il 31 ottobre su PNAS Nexus. Lo studio è un passo verso la progettazione e il test di un sistema che funzionerebbe per le persone.

Normalmente, una dose di anestetico si basa su misure corporee come peso ed età. Ma questo calcolo non è una scienza esatta. Non esiste una chiara relazione tra dose e probabilità che i pazienti siano completamente anestetizzati con propofol e farmaci simili, afferma Mintz, che non ha preso parte al nuovo studio. Perciò gli anestesisti somministrano quantità alla parte alta dello spettro per garantire che i loro pazienti rimangano incoscienti.

Non è accettabile per i medici lavorare con dosi che potrebbero non funzionare per tutti, dice Mintz. "Stai puntando al 99° percentile... come il 99.999% dei pazienti non dovrebbe svegliarsi."

Mentre i pazienti sono sotto anestesia, i medici monitorano attentamente segni indiretti di coscienza come la frequenza respiratoria e cardiaca. Gli anestetici come il propofol alterano anche le onde cerebrali, quindi il monitoraggio dell'attività cerebrale può aiutare gli anestesisti a tenere sotto controllo la consapevolezza del paziente, dice il neuroscienziato e anestesista Emery Brown (SN: 5/6/11). Tuttavia, nella pratica, pochi medici sono addestrati a farlo.

Brown e colleghi hanno sviluppato un dispositivo per fare questo lavoro per gli anestesisti. Il sistema richiede un limitato intervento umano, combinando attrezzature mediche di monitoraggio cerebrale con un computer che utilizza algoritmi per determinare come il corpo elabora il propofol. Ogni 20 secondi, la macchina calcola quanto farmaco è necessario per mantenere un livello preimpostato di attività cerebrale che lavori precedenti hanno dimostrato essere indicativo di incoscienza nei macachi.

Dopo che le simulazioni al computer hanno suggerito che il modello avrebbe funzionato, il team ha completato nove prove con due macachi. I ricercatori hanno prima somministrato manualmente l'anestetico per mezz'ora. Poi hanno lasciato che il sistema di somministrazione automatica prendesse il controllo per 125 minuti. In tutti e nove gli esperimenti, il sistema ha spostato accuratamente i macachi tra una sedazione lieve e un sonno più profondo, ciascuno durando 40 o 45 minuti.

Il sistema non è il primo del suo genere ad essere sviluppato. Alcuni dispositivi esistenti - non approvati per l'utilizzo negli Stati Uniti - possono somministrare una singola quantità predeterminata di farmaco. Ma poiché la nuova versione "giusta compromesso" si basa su feedback del cervello, è un po' come pilotare un aereo in pilota automatico, dice Brown, del MIT, del Massachusetts General Hospital e della Harvard Medical School. Proprio come l'autopilota è fondamentale per aiutare i piloti a navigare durante lunghi voli, l'utilizzo di una macchina di monitoraggio cerebrale per regolare automaticamente le dosi di anestesia sarebbe utile durante lunghi interventi chirurgici e probabilmente ridurrebbe il delirio post-operatorio dei pazienti.

"Non significa che il pilota possa decidere di prendersi il giorno libero," afferma Mintz. Ma poiché le macchine non si addormentano né hanno bisogno di fare una pausa per il bagno, il nuovo dispositivo "è uno strumento molto utile... perché compensa la debolezza umana."

I prossimi passi includono ripetere gli esperimenti con più animali per perfezionare il sistema e rendere le fasi di monitoraggio cerebrale meno invasive. Il dispositivo dello studio misurava l'attività cerebrale attraverso elettrodi che erano stati direttamente impiantati nei cervelli delle scimmie, afferma Brown, ma l'obiettivo è passare all'utilizzo di elettrodi EEG che si attaccano al cuoio capelluto.

La coscienza è difficile da definire e anche gli EEG non sono uno strumento perfetto, dice Mintz. Le persone con malattie cerebrali, ad esempio, potrebbero avere EEG che appaiono leggermente diversi rispetto a persone con cervelli sani. Tuttavia, il mix tra tecnologia e occhi vigili degli anestesisti può eliminare il lavoro di intuizione nel raggiungere il punto giusto che fa sprofondare le persone nell'oblio.