Baggrund: Thalamokortikale elektroencefalografiske rytmer i gamma- (30-80 Hz) og højgamma- (80-200 Hz) områder er blevet forbundet med arousal og bevidste processer. Vi har for nylig vist, at propofol forårsager en koncentrationsafhængig dæmpning af kraften af thalamokortikale rytmer i 50-200 Hz-området, og at denne effekt er langt mere udtalt for thalamus. For at afgøre, om der sker en lignende dæmpning med andre anæstetika, karakteriserede vi koncentrationseffektforholdet af det inhalerede anæstetikum isofluran på spektralstyrken af disse rytmer.
Metoder: Lokale feltpotentialer blev optaget fra barrel cortex og ventroposteromedial thalamisk kerne i 9 kronisk instrumenterede rotter for at måle spektral effekt i gamma/high-gamma-området (30-200 Hz). Rotterne blev anbragt i et lufttæt kammer, og isofluran blev administreret i koncentrationer på 0,75 %, 1,1 % og 1,5 %. Spektral effekt blev vurderet under baseline, ved de 3 isoflurankoncentrationer efter 30 minutter til equilibrering og under genopretning over 4 frekvensbånd (30-50, 51-75, 76-125 og 126-200 Hz). Bevidstløshed blev defineret som vedvarende tab af retningsrefleks. Der blev anvendt multipel lineær regression til at modellere ændringen i effekt (efter logaritmisk transformation) som en funktion af koncentration og optagelsessted. P-værdierne blev korrigeret for multiple sammenligninger.
Resultater: Bevidstløshed indtraf ved 1,1 %-koncentrationen hos alle dyr. Isofluran forårsagede en robust (P ≤ 0,008) lineær koncentrationsafhængig lineær koncentrationsafhængig dæmpning af kortikal og thalamisk effekt i 30 til 200 Hz-området. Koncentrationseffekthældningen for thalamus var stejlere end for cortex i intervallerne 51 til 75 Hz (P = 0,029) og 76 til 200 Hz (P < 0,001), men ikke for intervallet 30 til 50 Hz (P = 0,320). Sammenligning med vores tidligere offentliggjorte propofol-data viste, at hældningen for kortikal effekt var stejlere med isofluran end med propofol for alle frekvensbånd (P = 0,033). For thalamisk effekt var forskellene i hældning mellem isofluran og propofol ikke statistisk signifikante (0,087 ≤ P ≤ 0,599).
Konklusioner: Isofluran forårsager en koncentrationsafhængig dæmpning af effekten af thalamokortikale rytmer i 30 til 200 Hz-området, og denne effekt er mere udtalt for thalamus end for cortex for frekvenser >50 Hz. I sammenligning med propofol forårsagede isofluran en større dæmpning i cortex, men virkningerne på thalamus var ens for thalamus. Isofluran og propofol forårsager fælles ændringer af hurtige thalamokortikale rytmer, der kan udgøre en elektrofysiologisk signatur for den bedøvede tilstand.