Taustaa: Talamokortikaaliset elektroenkefalografiset rytmit gamma- (30-80 Hz) ja korkea- gamma-alueilla (80-200 Hz) on yhdistetty kiihottumiseen ja tietoisiin prosesseihin. Olemme hiljattain osoittaneet, että propofoli aiheuttaa pitoisuudesta riippuvan heikkenemisen talamokortikaalisten rytmien tehossa 50-200 Hz:n alueella ja että tämä vaikutus on paljon voimakkaampi talamuksen osalta. Määrittääksemme, tapahtuuko samanlaista heikentymistä muiden anestesia-aineiden kanssa, luonnehdimme hengitettävän anestesia-aineen isofluraanin pitoisuus-vaikutus-suhdetta näiden rytmien spektriseen tehoon.
Menetelmät: Paikalliset kenttäpotentiaalit rekisteröitiin tynnyrikuoresta ja ventroposteromediaalisesta talamuksen ytimestä 9:llä kroonisesti instrumentoiduilla rotilla spektrisen tehon mittaamiseksi gamma-/korkea- gamma-alueella (30-200 Hz). Rotat asetettiin ilmatiiviiseen kammioon ja isofluraania annettiin 0,75, 1,1 ja 1,5 prosentin pitoisuuksina. Spektrinen teho arvioitiin lähtötilanteessa, kolmella isofluraanipitoisuudella 30 minuutin tasapainottamisen jälkeen ja palautumisen aikana neljällä taajuusalueella (30-50, 51-75, 76-125 ja 126-200 Hz). Tajuttomuus määriteltiin oikealle kääntymisrefleksin jatkuvaksi menetykseksi. Moninkertaista lineaarista regressiota käytettiin mallintamaan tehon muutos (logaritmimuunnoksen jälkeen) pitoisuuden ja tallennuspaikan funktiona. P-arvot korjattiin moninkertaisten vertailujen osalta.
Tulokset: Tajuttomuus ilmeni 1,1 %:n pitoisuudella kaikilla eläimillä. Isofluraani aiheutti voimakasta (P ≤ 0,008) lineaarista pitoisuusriippuvaista aivokuoren ja talamuksen tehon heikkenemistä 30-200 Hz:n alueella. Pitoisuusvaikutuksen kaltevuus talamuksen osalta oli jyrkempi kuin aivokuoren osalta 51-75 Hz (P = 0,029) ja 76-200 Hz (P < 0,001) -alueilla, mutta ei 30-50 Hz -alueella (P = 0,320). Vertailu aiemmin julkaisemiimme propofolitietoihin osoitti, että aivokuoren tehon kaltevuus oli jyrkempi isofluraanilla kuin propofolilla kaikilla taajuusalueilla (P = 0,033). Talamuksen tehon osalta isofluraanin ja propofolin väliset kaltevuuserot eivät olleet tilastollisesti merkittäviä (0,087 ≤ P ≤ 0,599).
Päätelmät: Isofluraani aiheuttaa pitoisuusriippuvaisen heikentymisen talamokortikaalisten rytmien tehoon 30-200 Hz:n alueella, ja tämä vaikutus on voimakkaampi talamuksen kuin aivokuoren osalta taajuuksilla >50 Hz. Propofoliin verrattuna isofluraani aiheutti suuremman vaimennuksen aivokuorella, mutta vaikutukset talamukseen olivat samanlaiset. Isofluraani ja propofoli aiheuttavat yhteisiä muutoksia nopeisiin talamokortikaalisiin rytmeihin, jotka voivat muodostaa anestesiatilan elektrofysiologisen allekirjoituksen.