Пропофол, препарат для наркозу, викликав зменшення частоти ритмів між таламусом і корою головного мозку, а стимуляція таламусу повернула їм частоту, характерну для пильнування. Американські вчені вивчили мозкову активність макак під час наркозу і виявили важливість таламо-кортикальних зв'язків для формування свідомості. Дослідження опубліковано в.
Функції свідомості залежать від координованої роботи багатьох мозкових структур: особливо таламусу і кори великих півкуль. Існують теорії, що свідомість формується, коли ритми таламо-кортикальних петель об'єднують коркову інформацію. Таламус, завдяки своїм зв'язкам з корою, регулює її активність за допомогою мозкових ритмів. Свідомі функції викликають мозкову активність між таламусом і корою в діапазоні від 4 до 100 герц. Вже проводили експерименти з виведенням з наркозу мавп стимуляцією таламусу, але пояснити, як це працює на рівні мозкових зв'язків не могли. В експериментах використовувалися різні наркозні засоби (ізофлуран, пропофол) з однаковим результатом.
Пропофол широко використовується для наркозу, але механізм його дії відомий не до кінця. Передбачається, що він посилює ефекти гамма-аміномасляної кислоти, полегшуючи процеси інгібування в мозку. У малих дозах пропофол надає седативний ефект, що супроводжується бета-ритмом (13-25 герц), а у великих - несвідомий стан з дельта-ритмом (0,1-4 герц). У стані глибокого наркозу під впливом пропофолу дельта-ритм модулює амплітуду альфа-ритму (8-12 герц) фронтальної кори.
Професор Ерл Міллер (Earl K Milller) з колегами з Інституту навчання і пам'яті Пікауера при Массачусетському Технологічному Інституті досліджували ефект пропофолу на мозкові ритми. Вони ввели пропофол внутрішньовенно чотирьом макакам і за допомогою електродів виміряли нервову активність мозку до наркозу, під час нього і в момент пробудження. Дослідники також проводили стимуляцію таламусу (180 герц) під наркозом і спостерігали її ефект на мозкову активність.
Стан під наркозом супроводжував низькочастотний ритм (близько одного герца) в області між таламусом і корою головного мозку. Стимуляція таламусу викликала пробудження приматів і повертала їм ритми, характерні для пильнування, збільшуючи їх частоту.
Дослідники пояснюють особливу роль таламусу в підтримці свідомості таламо-кортикальними петлями, які дозволяють корі синхронізуватися. Пропофол порушує роботу цих петель, викликаючи гіперсинхронізацію і неактивний стан. Таким чином, зникає здатність кори взаємодіяти з іншими структурами. Відкриття можна буде використовувати в анестезіології: спостерігаючи за мозковими ритмами пацієнта, лікарі зможуть зрозуміти, чи увійшов пацієнт у стан наркозу і як швидко він може отямитися. Це підвищить безпеку операцій.
Функціональні зв'язки мозку визначають не тільки функції свідомості. Ослаблення зв'язків між ділянками смугастого тіла, що входить в систему винагороди, і префронтальними відділами впливає на ризик розвитку наркотичної залежності. Про це повідомили британські вчені після вивчення мозку хворих на наркоманію та їхніх братів і сестер.