ลองนึกภาพสมองที่มีสติเป็นดั่งทะเลที่ไหลเชี่ยวด้วยการชนและกระจายตัวของคลื่นที่มีขนาดและรูปร่างต่างกัน หมุนวนไปรอบๆ และไหลไปในทิศทางต่างๆ มากมาย ตอนนี้ลองจินตนาการว่าเรือเดินสมุทรแล่นผ่าน แบนทุกสิ่งที่ขวางหน้าด้วยการปลุกอันทรงพลังและแยกจากกัน การศึกษาใหม่พบว่าการหมดสติที่เกิดจากยา propofol ที่ใช้กันทั่วไปมีผลเชิงเปรียบเทียบต่อคลื่นสมองที่มีความถี่สูงขึ้น ซึ่งดูเหมือนจะกวาดล้างพวกมันออกไป และผลที่ตามมาก็คือ กวาดล้างความรู้สึกตัวด้วยเช่นกัน พูดง่ายๆ ก็คือ การศึกษาในJournal of Cognitive Neuroscienceโดยนักวิทยาศาสตร์ของ MIT ที่ The Picower Institute for Learning and Memory แสดงให้เห็นว่า propofol มีผลอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ต่างๆ ของคลื่นสมองที่เดินทางผ่านพื้นผิวของสมองหรือเยื่อหุ้มสมอง ในขณะที่สมองที่รู้สึกตัวแสดงการผสมผสานของคลื่นความถี่ต่างๆ ที่หมุนหรือเดินทางตรงไปในทิศทางต่างๆ สมองภายใต้การดมยาสลบ propofol ถูกครอบงำด้วยคลื่น "เดลต้า" ที่มีความถี่ต่ำมากซึ่งแผ่ออกไปในทิศทางตรงกันข้ามแทนที่จะหมุนรอบจุดศูนย์กลางอย่างช้าๆ ดังที่ ทำในขณะมีสติสัมปชัญญะ ในขณะเดียวกัน คลื่น "เบต้า" ที่มีความถี่สูงขึ้นก็มีน้อยลงและมีโครงสร้างที่ผิดเพี้ยนมากขึ้น โดยเดินทางเฉพาะในทิศทางที่ไม่ถูกครอบงำโดยคลื่นเดลต้าที่พล่าน คลื่นเดินทางถูกตั้งสมมติฐานว่าทำหน้าที่สำคัญหลายอย่างในขณะที่พวกมันประสานการทำงานของเซลล์สมองเหนือพื้นที่ของสมองที่ครอบคลุม ซึ่งรวมถึงการอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำและเก็บไว้ที่นั่นในขณะที่รอที่จะใช้ในการรับรู้ นอกจากนี้ยังอาจช่วยในการรับรู้และทำหน้าที่เป็นวิธีการรักษาเวลาในสมอง Earl K. Miller ผู้เขียนอาวุโสของ Picower ศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาของ MIT กล่าวว่า การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าการให้ยาระงับความรู้สึกอย่างลึกซึ้งเปลี่ยนแปลงสถานะของสมองอย่างไรในขณะที่มันกระตุ้นและคงอาการหมดสติ "จังหวะที่เราเชื่อมโยงกับความรู้ความเข้าใจที่สูงขึ้นนั้นถูกเปลี่ยนแปลงอย่างมากโดย propofol" มิลเลอร์กล่าว "คลื่นเดินทางเบต้าที่เห็นระหว่างการตื่นตัวถูกผลักออกไป เปลี่ยนเส้นทางโดยคลื่นเดินทางเดลต้าที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงและทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยยาสลบ สันดอนทะลุออกมาเหมือนกระทิงในร้านจีน" ผู้ร่วมวิจัยอาวุโส Emery N. Brown กล่าวว่าการค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่ามีหลายวิธีในการออกฤทธิ์ของยาสลบในสมอง Brown วิสัญญีแพทย์จาก Massachusetts General Hospital และ Edward Hood Taplin ศาสตราจารย์ด้าน Computational Neuroscience and Health กล่าวว่า "คลื่นเดินทางที่เกิดจาก propofol ช่วยให้เราเข้าใจได้ว่ามีปรากฏการณ์ทางพลวัตมากมายที่ยาชาสร้างขึ้นซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของสภาวะความตื่นตัว เช่น การหมดสติ" วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ MIT "ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่ามีกลไกการออกฤทธิ์เดียวสำหรับยาชาทั้งหมด" ผู้เขียนนำ Sayak Bhattacharya ซึ่งเป็นดุษฎีบัณฑิต Picower Fellow ในห้องทดลองของ Miller คลื่นสมอง เป็นผู้นำการศึกษาโดยการวิเคราะห์ชุดข้อมูลที่บันทึกจากสัตว์สองตัวอีกครั้งในขณะที่พวกมันได้รับการดมยาสลบ propofol อยู่ในสถานะนั้นชั่วขณะหนึ่ง จากนั้นจึงฟื้นคืนสติ นั่นเป็นสิ่งสำคัญ Bhattacharya กล่าว เนื่องจากในขณะที่มีการสังเกตคลื่นเดินทางในอาสาสมัครภายใต้การดมยาสลบหลายครั้ง การศึกษานี้เป็นหนึ่งในกลุ่มแรก ๆ ที่ติดตามพวกเขาในอาสาสมัครตลอดกระบวนการของการสูญเสียและการฟื้นคืนสติ "ไม่มีการศึกษาใดสังเกตว่าคลื่นเดินทางเปลี่ยนโดยตรงจากการตื่นตัวเป็นยาสลบ แล้วกลับมาตื่นในการทดลองเดียวกันได้อย่างไร" เขากล่าว "เราเฝ้าติดตามอย่างต่อเนื่องว่าคลื่นเหล่านี้มีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อสัตว์อยู่ในสภาวะตื่นตัว และดูว่าคลื่นเหล่านี้เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อหมดสติ และจากนั้นอีกครั้งเมื่อสติสัมปชัญญะฟื้นคืนมา -- ทั้งหมดในสัตว์ตัวเดียวกันใน เซสชั่นการทดลองอย่างต่อเนื่องทำให้เราสามารถสำรวจแบบเรียลไทม์ว่าวิถีประสาทที่สร้างคลื่นเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร" การวิเคราะห์ชุดข้อมูลครั้งแรกของห้องปฏิบัติการซึ่งตีพิมพ์ในปี 2564 บันทึกการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งต่อคลื่นเดลต้า แต่ไม่ได้วัดลักษณะการเดินทางของคลื่น ในการวิเคราะห์ครั้งใหม่ Bhattacharya และผู้เขียนร่วมพบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญไม่เพียงแต่ตามความถี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางของคลื่น ความเร็ว การจัดโครงสร้าง และระนาบเทียบกับรูปแบบการหมุน "คลื่นเดลต้าความถี่ต่ำ (~1 Hz) เพิ่มขึ้นในขณะที่คลื่นความถี่สูง (8-30 Hz) ลดลง" ผู้เขียนเขียน "คลื่นเดลต้าช้าเร่งความเร็วและจัดระเบียบเชิงพื้นที่มากขึ้น พวกมันกลายเป็นระนาบมากขึ้น (และหมุนน้อยลง) และเพิ่มคลื่นภาพสะท้อนในกระจกที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ไม่ว่าคลื่นเดลต้าช้าจะไหลไปในทิศทางใดหลังจากหมดสติ พวกมันครอบงำ คลื่นความถี่สูงลดลงและสูญเสียโครงสร้างหลังจากหมดสติ แม้จะแสดงพลัง [คลื่น] เพิ่มขึ้น และไหลไปในทิศทางที่คลื่นเดลต้าช้ามีความถี่น้อยกว่า" หลังจากที่สัตว์ฟื้นคืนสติ รูปแบบคลื่นของพวกมันทั้งหมดก็กลับคืนสู่ที่เดิมก่อนการให้โพรโพฟอล Bhattacharya กล่าวว่าความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างสองระบบนี้ (เบต้าที่ไม่ผูกมัดก่อนหรือหลังการดมยาสลบเทียบกับการครอบงำของเดลต้าระหว่างการดมยาสลบ) และสภาวะของจิตสำนึกแสดงให้เห็นความเชื่อมโยงอย่างมาก Bhattacharya กล่าว "เราตั้งสมมติฐานว่าการสลายตัวอย่างรุนแรงของคลื่นเบต้าและการเปลี่ยนเส้นทางอาจทำให้หมดสติได้ภายใต้การให้ยาสลบ propofol" เขากล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การค้นพบของการศึกษาชี้ให้เห็นถึงวิธีการสำคัญที่การดมยาสลบแตกต่างจากการนอนหลับ ในสภาวะปกติ คลื่นสามเหลี่ยมปากแม่น้ำจะเคลื่อนที่ในรูปแบบการหมุนซึ่งอาจให้จังหวะที่ก่อให้เกิด "ความเป็นพลาสติกที่ขึ้นกับจังหวะเวลาแบบเข็ม" ซึ่งจำเป็นสำหรับการรวมความทรงจำของประสบการณ์ที่สะสมมาในระหว่างวัน อย่างไรก็ตาม ภายใต้ propofol คลื่นเดลต้าจะกลายเป็นระนาบแทนที่จะเป็นการหมุน ซึ่งรบกวนกลไกการช่วยความจำนี้และทำให้สมองสูญเสียหน้าที่หลักของการนอนหลับ