Allgemeinanästhetika bewirken einen Bewusstseinsverlust und eine globale Veränderung des Verhaltens. Die Hirnrinde besteht dabei aus mehreren Zelltypen mit unterschiedlichen Funktionen, wobei verschiedene Narkosemittel auf diverse Rezeptoren wirken, die sich auf unterschiedlichen Arten von Neuronen befinden und über das gesamte Gehirn verteilt sind. Trotz dieser Unterschiede führen jedoch alle Narkosemittel zum Verlust des Bewusstseins. Bharioke et al. (2022) haben jüngst gezeigt, dass die spontane Aktivität von Pyramidenneuronen der Schicht 5 der Maus, aber keines anderen cortikalen Zelltyps, durch verschiedene Allgemeinanästhetika in vivo konsequent synchronisiert wird. Pyramidenzellen der Schicht 5 dienen als wichtiges Ausgabezentrum für die Großhirnrinde und verbinden außerdem verschiedene cortikale Bereiche miteinander, d. h., sie kommunizieren sowohl zwischen verschiedenen Bereichen des Cortex als auch von der Hirnrinde zu anderen Bereichen des Gehirns. Daher schränkt eine Synchronisierung der Aktivität der Pyramidenzellen der Schicht 5 die Informationen ein, die der Cortex ausgeben kann. Diese erhöhte neuronale Synchronie ist aperiodisch, über große Entfernungen vorhanden und fehlt bei cortikalen Neuronen, die präsynaptisch zu Schicht-5-Pyramidenneuronen sind. Während des Übergangs zur und aus der Narkose fallen die Veränderungen der Synchronie in Schicht 5 mit dem Verlust und der Wiedererlangung des Bewusstseins zusammen. Die Aktivität sowohl der apikalen als auch der basalen Dendriten ist synchron, aber nur die Aktivität der basalen Dendriten ist zeitlich an die somatische Aktivität gekoppelt. In Anbetracht der Tatsache, dass die Schicht 5 ein wichtiger cortikaler Output ist, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die hirnweite Synchronie in den Pyramidenneuronen der Schicht 5 zum Verlust des Bewusstseins während einer Vollnarkose beitragen kann, dass es also einen Mechanismus gibt, der zu einer verminderten Informationsausgabe des Cortex während einer Narkose führt.
Literatur
Bharioke, Arjun, Munz, Martin, Brignall, Alexandra, Kosche, Georg, Eizinger, Max Ferdinand, Ledergerber, Nicole, Hillier, Daniel, Gross-Scherf, Brigitte, Conzelmann, Karl-Klaus, Macé, Emilie & Roska, Botond (2022). General anesthesia globally synchronizes activity selectively in layer 5 cortical pyramidal neurons. Neuron, 110, 1–17.