Warum verliert man bei der Narkose das Bewusstsein?

Bisher gingen Forscher davon aus, dass Narkosemittel die Signalübertragung zwischen verschiedenen Hirnarealen unterbrechen und man deshalb bewusstlos wird. Neurowissenschaftler der Goethe-Universität sowie des Göttinger Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation fanden jetzt heraus, dass bestimmte Areale unter Narkose weniger Informationen produzieren.

Die oft gemessene Reduktion von Informationstransfer unter Narkose könnte eine Folge dieser reduzierten Informationsproduktion sein und nicht – wie bisher vermutet – eine Folge gestörter Signalübertragung.

Wenn in einer Stadt kaum noch Telefongespräche geführt werden, kann es sein, dass mehrere Telekommunikationssysteme zusammengebrochen sind – oder es ist Nacht und die meisten Leute schlafen.

In einem narkotisierten Gehirn ist es ähnlich: findet auffallend wenig Informationsübertragung zwischen verschiedenen Gehirnarealen statt, ist entweder die Signalübertragung in den Nervenfasern gehemmt, oder bestimmte Gehirnareale sind weniger aktiv bei der Erzeugung von Informationen.

Die zweite Hypothese haben Patricia Wollstadt, ihre Kollegen vom Brain Imaging Center an der Goethe-Universität und die Wissenschaftler des MPI für Dynamik und Selbstorganisation nun untersucht. Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe von „PLOS Computational Biology“ mitteilen, untersuchten sie im Gehirn von Frettchen „Quellareale“ des Gehirns, aus denen unter Narkose weniger Informationen übermittelt wurden als im Wachzustand.

Sie fanden, dass dort die Informationsproduktion unter Narkose stärker beeinträchtigt war als in den „Zielarealen“, in die Information übertragen wird. Dies deutet darauf hin, dass die in der Quelle verfügbare Information den Transfer bestimmt und nicht eine gestörte Signalübertragung. Wäre letzteres der Fall, würde man eine stärkere Reduktion in Zielarealen erwarten, da hier weniger Information „ankommt“..

„Diese alternative Erklärung ist über die Anästhesieforschung hinaus relevant“, so Patricia Wollstadt, „da grundsätzlich jede Untersuchung von neuronalem Informationstransfer berücksichtigen sollte, wie viel Informationen lokal verfügbar und damit auch übertragbar sind“.

Publikation: Patricia Wollstadt, Kristin K. Sellers, Lucas Rudelt, Viola
Priesemann, Axel Hutt, Flavio Fröhlich, Michael Wibral: Breakdown of local information processing may underlie isofflurane anesthesia effects, in PLOS Computational Biology, http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1005511

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Foto: Stefan_Schranz/ pixabay, CC 0

Information: Prof. Michael Wibral, Brain Imaging Center, Fachbereich 16, Universitätsklinikum Frankfurt, Tel.: (069) 6301-83193, wibral@em.uni-frankfurt.de

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