Üldanesteesia ehk narkoos on muutnud aja jooksul raskemate probleemidega kirurgide noa alla või hambaarsti juurde sattumist märksa valutumaks. Üksikute eranditega põhjustab see lisaks valutunde võtmisele ka liikumisvõimetust, mälukaotust ja teadvusetust. Arstiteadlased teavad küll reeglina, milliste ajurakkudega tuimestid seonduvad, kuid isegi 170 aasta pärast nende kasutuselevõttu on raskem öelda, miks see täpselt teadvusetuseni viib.

Ajuteadlased Earl Miller ja Ila Fiete USA Massachusettsi Tehnoloogiainstituudist keskendusid oma töös propofoolile, mis kinnituvad GABA retseptorite külge. Piltlikult toimivad need ajurakkude pinnal olevad valgud piduripedaalina, mis raskendavad närvirakkude laenglemist. Propofooli toimemehhanismi mõistmiseks võttis aluseks töörühm dünaamiliste süsteemide teooria ja mõõtis makaakide ajutegevuse stabiilsust.

Täie teadvuse juures olles töötab aju pidevalt ergastatavuse ja kaose piiril. Ühelt poolt peavad olema ajurakud olema valmis reageerima väliskeskkonnast lähtuvatele ärritajatele. Samas ei tohi signaalide lahti mõtestamiseks tekitada närvirakud ka aktiivsuse kaskaadi, mille tulemusel poleks võimalik sellest enam midagi välja lugeda. Aju teiste seisundite puhul ei pruugi olla reaktsioon hoopis teistsugune. Näiteks ei pruugi inimene magades muidu elevust tekitava mobiiliteavituse heli isegi kuulda, kuigi see võib kutsuda ajus esile märgatava aktiivsuspuhangu.

Makaakidega tehtud katsetes kasutas töörühm sarnaseid helisignaale ning jälgis, kui kiiresti makaakidega aju helide peale oma algseisundisse naasis. Miller ja Fiete märkasid, et narkoosi all muutus makaakide ajutegevus üha ebastabiilsemaks. Propofool tugevdas aju pidurdusmehhanismide eest vastutavate närvirakkude tööd, mis omakorda hakkasid tõhusamalt vaigistama ka teisi sellega tegelevaid ajurakke. Selle lõpptulemusena hakkas nende ajurakkude ergastatavus hoopis kasvama.

Aju reaktsioon helidele muutus narkoosi all aga aeglasemaks ja pikaldasemaks. Teisisõnu ei suutnud organ enam tekkinud kaoses väliskeskkonnast saabuvad infot tõhusalt töödelda. Viimane võib olla töörühma arvates põhjus, miks ei taju ka inimesed vähemalt propofooli manustamise järel ümbritsevat keskkonda ega tunne ka valu.

Töörühm kahtlustab, et sarnase lõpptulemuseni viivad läbi teiste mehhanismide ka teised tuimestid. Tõeks osutudes võimaldaks see narkoosi tekitamiseks kasutatavaid aineid täpsemalt manustada. Praegu lähtuvad anestesioloogid suuresti aastate jooksul katse ja eksituse meetodil väljatöötatud juhistest. Ehkki nende puhul on esikohal patsiendi ohutus, on kõik inimesed veidi erinevad, misläbi ei pruugi nende järgimine viia alati parima lõpptulemuseni. Patsientide ajutegevuse jälgimine peibutab võimalusega manustatava tuimesti doosi jooksvalt muuta.

Lisaks teiste tuimestite toimemehhanismi uurimisele plaanivad Miller ja Fiente vaadata, kas kasutatud meetodit saab kasutada ka neuropsühhiaatriliste häirete, näiteks depressiooni ja skisofreenia, uurimiseks.

Uuring ilmus ajakirjas Neuron.