Bakgrund: Thalamokortikala elektroencefalografiska rytmer i gamma (30-80 Hz) och höggamma (80-200 Hz) har kopplats till upphetsning och medvetna processer. Vi har nyligen visat att propofol orsakar en koncentrationsberoende dämpning av kraften hos thalamokortikala rytmer i 50-200 Hz-området och att denna effekt är mycket mer uttalad för thalamus. För att avgöra om liknande dämpning sker med andra anestetika har vi karakteriserat koncentrations-effektförhållandet för det inhalerade anestetikumet isofluran på spektralstyrkan hos dessa rytmer.
Metoder: Lokala fältpotentialer registrerades från barrel cortex och ventroposteromediala thalamiska kärnan hos 9 kroniskt instrumenterade råttor för att mäta spektralstyrkan i gamma/hög-gammaområdet (30-200 Hz). Råttorna placerades i en lufttät kammare och isofluran administrerades i koncentrationerna 0,75 %, 1,1 % och 1,5 %. Spektralstyrkan bedömdes under baslinjen, vid de tre isoflurankoncentrationerna efter 30 minuter för ekvilibrering och under återhämtning i fyra frekvensband (30-50, 51-75, 76-125 och 126-200 Hz). Medvetslöshet definierades som bestående förlust av den rätande reflexen. Multipel linjär regression användes för att modellera förändringen i effekt (efter logaritmisk omvandling) som en funktion av koncentration och inspelningsplats. P-värdena korrigerades för multipla jämförelser.
Resultat: Medvetslöshet inträffade vid koncentrationen 1,1 % hos alla djur. Isofluran orsakade en robust (P ≤ 0,008) linjär koncentrationsberoende dämpning av kortikal och thalamisk effekt i intervallet 30 till 200 Hz. Koncentrationseffektsluttningen för thalamus var brantare än för cortex i områdena 51 till 75 Hz (P = 0,029) och 76 till 200 Hz (P < 0,001) men inte för området 30 till 50 Hz (P = 0,320). En jämförelse med våra tidigare publicerade propofoldata visade att lutningen för kortikal effekt var brantare med isofluran än med propofol för alla frekvensband (P = 0,033). För thalamisk effekt var skillnaderna i lutning mellan isofluran och propofol inte statistiskt signifikanta (0,087 ≤ P ≤ 0,599).
Slutsatser: Isofluran orsakar en koncentrationsberoende dämpning av effekten av thalamokortikala rytmer i intervallet 30 till 200 Hz, och denna effekt är mer uttalad för thalamus än för cortex för frekvenser >50 Hz. I jämförelse med propofol orsakade isofluran en större dämpning i cortex, men effekterna på thalamus var likartade. Isofluran och propofol orsakar gemensamma förändringar av snabba thalamokortikala rytmer som kan utgöra en elektrofysiologisk signatur för det bedövade tillståndet.