Achtergrond: Thalamocorticale electroencephalografische ritmen in gamma (30-80 Hz) en hoog-gamma (80-200 Hz) bereiken zijn in verband gebracht met arousal en bewuste processen. Onlangs hebben we aangetoond dat propofol een concentratie-afhankelijke verzwakking veroorzaakt van het vermogen van thalamocorticale ritmes in het 50 tot 200 Hz bereik en dat dit effect veel meer uitgesproken is voor de thalamus. Om te bepalen of een soortgelijke verzwakking optreedt bij andere anesthetica, karakteriseerden wij de concentratie-effect relatie van het geïnhaleerde anestheticum isofluraan op de spectrale kracht van deze ritmen.
Methoden: Local field potentials were recorded from the barrel cortex and ventroposteromedial thalamic nucleus in 9 chronically instrumented rats to measure spectral power in the gamma/high-gamma range (30-200 Hz). De ratten werden in een luchtdichte kamer geplaatst en isofluraan werd toegediend in concentraties van 0,75%, 1,1% en 1,5%. Spectraal vermogen werd beoordeeld tijdens de basislijn, bij de 3 isofluraanconcentraties na 30 minuten voor evenwicht, en tijdens herstel over 4 frequentiebanden (30-50, 51-75, 76-125, en 126-200 Hz). Bewusteloosheid werd gedefinieerd als aanhoudend verlies van de righting reflex. Meervoudige lineaire regressie werd gebruikt om de verandering in vermogen (na logaritmische transformatie) te modelleren als een functie van concentratie en opnameplaats. P-waarden werden gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen.
Resultaten: Bewusteloosheid trad op bij de 1,1% concentratie bij alle dieren. Isofluraan veroorzaakte een robuuste (P ≤ 0,008) lineaire concentratie-afhankelijke verzwakking van corticale en thalamische kracht in het 30 tot 200 Hz bereik. De concentratie-effect helling voor de thalamus was steiler dan voor de cortex in de 51 tot 75 Hz (P = 0,029) en 76 tot 200 Hz (P < 0,001) bereiken, maar niet voor de 30 tot 50 Hz bereik (P = 0,320). Vergelijking met onze eerder gepubliceerde propofol gegevens toonde aan dat de helling voor corticaal vermogen steiler was met isofluraan dan met propofol voor alle frequentiebanden (P = 0,033). Voor thalamisch vermogen waren de verschillen in helling tussen isofluraan en propofol niet statistisch significant (0,087 ≤ P ≤ 0,599).
Conclusies: Isofluraan veroorzaakt een concentratie-afhankelijke verzwakking van de kracht van thalamocorticale ritmes in het 30 tot 200 Hz bereik, en dit effect is meer uitgesproken voor de thalamus dan voor de cortex voor frequenties >50 Hz. In vergelijking met propofol veroorzaakte isofluraan een grotere verzwakking in de cortex, maar de effecten op de thalamus waren vergelijkbaar. Isofluraan en propofol veroorzaken gemeenschappelijke veranderingen van snelle thalamocorticale ritmen die een elektrofysiologische signatuur van de verdoofde toestand kunnen vormen.