(Nicol & Morton, Rapports scientifiques, 2020) Doses du médicament kétamine administrés à des moutons lors de recherches sur la maladie de Huntington ont révélé de nouvelles connaissances sur la façon dont l'anesthésique agit sur le cerveau pour créer ses effets anesthésiants et dissociatifs.
Plus frappant encore, lorsque les animaux ont reçu de fortes doses à un stade de l'expérience, électroencéphalographie Les lectures (EEG) de leur activité corticale semblaient montrer que l'activité cérébrale s'éteignait complètement, en un instant.
Cet arrêt complet de l'activité EEG corticale - un phénomène qui, selon l'équipe, n'a jamais été décrit auparavant - a duré jusqu'à plusieurs minutes chez les sujets testés, avant que leur activité cérébrale ne se réveille à nouveau.
«Ce n'était pas seulement une activité cérébrale réduite. Après la forte dose de kétamine, le cerveau de ces moutons s'est complètement arrêté. Nous n'avons jamais vu cela auparavant,' dit neurobiologiste Jenny Morton de l'Université de Cambridge.
'Quelques minutes plus tard, leur cerveau fonctionnait à nouveau normalement - c'était comme s'ils venaient d'être éteints et rallumés.'
Trous EEG visibles dans les spectrogrammes de cerveau de mouton. (Nicol & Morton, Rapports scientifiques, 2020)
Les résultats soulignent combien nous avons encore à apprendre sur les effets de la kétamine sur l'activité cérébrale. Le médicament neuroactif était synthétisé pour la première fois dans les années 1960 , et a été utilisé au cours des décennies qui ont suivi comme analgésique et sédatif pour les patients humains et les animaux.
Ces dernières années, la kétamine s'est également révélée prometteuse dans le traitement d'une série d'autres affections, notammentla dépression, trouble de stress post-traumatique , etmigraines.
Plus notoirement, à fortes doses, la substance a longtemps été populaire comme drogue récréative qui induit un fort état dissociatif et parfois catatonique, souvent appelé le ' K-trou ' - un 'état d'oubli assimilé à une expérience de mort imminente', comme Morton et son collègue chercheur Alister Nicol écrire dans leur nouvelle étude .
'Les effets subjectifs comprennent des distorsions perceptives, des sensations de flottement, des rêves ou des illusions intenses, une distorsion du sens du temps et de l'espace et des altérations de l'état d'esprit et de la conscience du corps', a déclaré le les chercheurs expliquent .
'À une dose suffisamment élevée, la conscience de soi et de l'environnement, ainsi que les interactions avec les autres, deviennent profondément altérées.'
Alors que l'objectif principal du projet de recherche plus large de l'équipe est d'explorer comment les médicaments thérapeutiques agissent sur le cerveau dans un modèle ovin deLa maladie de Huntington, les résultats rapportés ici proviennent d'expériences utilisant uniquement des moutons en bonne santé - bien que des animaux avec des appareils EEG implantés chirurgicalement sur leur crâne, dans le but d'enregistrer l'activité électrique du cerveau.
'Notre but n'était pas vraiment d'examiner les effets de la kétamine, mais de l'utiliser comme un outil pour sonder l'activité cérébrale chez les moutons avec et sans le gène de la maladie de Huntington', dit Morton . 'Mais nos découvertes surprenantes pourraient aider à expliquer le fonctionnement de la kétamine.'
Dans l'étude, qui a duré plusieurs mois, les moutons ont reçu différents niveaux de doses de kétamine, allant de très faibles (3 milligrammes par kilogramme de poids corporel) jusqu'à la dose la plus élevée de 24 mg/kg (qui est à la dose la plus élevée). haut de gamme de la gamme anesthésique et bas de gamme lorsque le médicament est utilisé à des fins récréatives).
Indépendamment de la dose, les lectures des moutons suivaient généralement trois phases séquentielles distinctes d'activité : une période de sédation de l'anesthésique, suivie d'une période de dissociation conscience sans mouvement volontaire, suivi d'une période de vigilance essentiellement complète, bien qu'il n'y ait toujours pas de mouvement volontaire.
Au cours de la deuxième phase, alors que les animaux sortaient de la sédation, les chercheurs ont identifié un état oscillatoire alternatif dans les lectures du cerveau, où la sortie de l'ensemble du cortex basculait entre des rafales d'oscillations à basse et à haute fréquence.
'Bien que l'expérience subjective des moutons ne puisse pas être déterminée', écrivent les auteurs, 'le profil clinique et psychique de l'administration de kétamine est très bien décrit chez l'homme, et le moment fait qu'il est probable que cette' oscillation des oscillations 'sous-tende l'état dissociatif causé par la kétamine.'
Ce n'est pas tout. Aux doses les plus élevées (24 mg/kg), les chercheurs ont observé une réponse encore plus remarquable, l'activité EEG cessant complètement chez cinq des six moutons testés - un phénomène que les chercheurs ont appelé le 'trou EEG', survenant deux minutes après la médicament a été livré.
'À notre connaissance, il s'agit du premier rapport d'un tel effet', explique l'équipe. 'Il semble probable que la cessation totale de l'activité corticale sous-tende le phénomène connu sous le nom de 'K-hole'.'
Comme Morton expliqué à Inverse , le trou EEG ne signifie pas nécessairement que toute activité cérébrale s'est arrêtée. Si c'est le cas, les animaux pourraient avoir cessé de respirer. Au lieu de cela, la lecture EEG en chute libre reflète simplement une cessation très étrange de l'activité électrique habituelle que nous pouvons détecter dans le cerveau dans des circonstances normales.
'L'activité dans le cortex de certains moutons s'arrête complètement pendant une courte période', a déclaré Morton. Inverse . 'Mais le cerveau est ne pas morts ou endommagés.'
En quelques minutes, le trou EEG s'est levé et le mouton a affiché une activité cérébrale par ailleurs cohérente avec les phases du médicament observées à des doses plus faibles.
Bien que nous ne sachions toujours pas comment la kétamine exerce ces effets inhabituels sur le cerveau, les chercheurs affirment que l'exploration des mécanismes physiologiques de la drogue pourrait nous aider à en savoir plus sur le fonctionnement du cerveau dans son ensemble - ce qui est particulièrement important dans le contexte des troubles cérébraux, tel que la schizophrénie .
'Comprendre comment différentes régions du cerveau s'engagent et se désengagent est essentiel pour comprendre la fonction des réseaux de neurones', les auteurs écrivent .
«Les modifications de l'EEG provoquées par la kétamine fournissent un outil intéressant pour étudier ces réseaux, non seulement dans le cerveau normal, mais également dans les maladies neurologiques dans lesquelles les troubles cognitifs et psychiatriques sont prédominants.»
Les découvertes sont rapportées dans Rapports scientifiques .