Ketamin ditemukan untuk meningkatkan kebisingan otak

Izhikevich, Edelman / Prosiding National Academy of Sciences Amerika Serikat

Sebuah tim peneliti internasional termasuk Sofya Kulikova, Rekan Riset Senior di HSE University-Perm, menemukan bahwa ketamin, sebagai penghambat reseptor NMDA, meningkatkan kebisingan latar belakang otak, menyebabkan entropi yang lebih tinggi dari sinyal sensorik yang masuk dan mengganggu transmisi antara thalamus dan korteks. Temuan ini dapat berkontribusi untuk pemahaman yang lebih baik tentang penyebab psikosis pada skizofrenia. Sebuah artikel dengan temuan studi tersebut telah dipublikasikan di European Journal of Neuroscience.

Gangguan spektrum skizofrenia mempengaruhi sekitar satu dari 300 orang di seluruh dunia. Manifestasi paling umum dari gangguan ini adalah gangguan persepsi seperti halusinasi, delusi, dan psikosis.

Obat yang disebut ketamin dapat menyebabkan kondisi mental yang mirip dengan psikosis pada individu sehat. Ketamin menghambat reseptor NMDA yang terlibat dalam transmisi sinyal rangsang di otak. Ketidakseimbangan eksitasi dan inhibisi pada sistem saraf pusat dapat mempengaruhi keakuratan persepsi sensorik.

Perubahan serupa dalam fungsi reseptor NMDA saat ini diyakini sebagai salah satu penyebab gangguan persepsi pada skizofrenia. Namun, masih belum jelas bagaimana tepatnya proses ini terjadi di bagian otak yang terlibat.

Untuk mengetahuinya, ahli saraf dari Prancis, Austria, dan Rusia mempelajari bagaimana otak tikus laboratorium memproses sinyal sensorik pada ketamin. Para peneliti memeriksa osilasi beta dan gamma yang terjadi sebagai respons terhadap rangsangan sensorik dalam sistem thalamo-cortical otak tikus, jaringan saraf yang menghubungkan korteks serebral dengan talamus yang bertanggung jawab untuk transmisi informasi sensorik dari organ persepsi ke otak.

Osilasi beta adalah gelombang otak dalam kisaran 15 hingga 30 Hz, dan gelombang gamma adalah gelombang dalam kisaran 30 hingga 80 Hz. Frekuensi ini diyakini penting untuk pengkodean dan integrasi informasi sensorik.

Dalam percobaannya, tikus ditanamkan mikroelektroda untuk merekam aktivitas listrik di talamus dan korteks somatosensori, sebuah wilayah otak yang bertanggung jawab untuk memproses informasi sensorik yang berasal dari talamus. Para peneliti merangsang kumis tikus (vibrissae) dan mencatat respon otak sebelum dan sesudah pemberian ketamin.

Perbandingan dari dua set data mengungkapkan bahwa ketamin meningkatkan kekuatan osilasi beta dan gamma di korteks dan talamus bahkan dalam keadaan istirahat sebelum stimulus disajikan, sedangkan amplitudo osilasi beta/gamma pada 200–700 ms pasca periode -stimulus secara signifikan lebih rendah di semua lokasi kortikal dan talamus yang tercatat setelah pemberian ketamin.

Selang waktu pasca-stimulasi 200–700 ms cukup lama untuk menyandikan, mengintegrasikan, dan memahami sinyal sensorik yang masuk. Penurunan yang diamati dalam kekuatan osilasi yang diinduksi stimulus sensorik dapat dikaitkan dengan gangguan persepsi.

Frekuensi pra-stimulus beta dan gamma pada rekaman kortikal dan talamus secara signifikan lebih tinggi dalam kondisi ketamin (kanan) dibandingkan dengan kondisi saline (kiri). Kredit: Yi Qin dkk. Jurnal Ilmu Saraf Eropa

Analisis juga mengungkapkan bahwa dengan menghambat reseptor NMDA, pemberian ketamin menambahkan kebisingan ke frekuensi gamma pada periode pasca-stimulasi 200-700 ms dalam satu nukleus thalamic dan dalam satu lapisan korteks somatosensori. Dapat diasumsikan bahwa peningkatan kebisingan yang diamati ini, yaitu pengurangan rasio sinyal-ke-noise, juga menunjukkan gangguan kemampuan neuron untuk memproses sinyal sensorik yang masuk.

Temuan ini menunjukkan bahwa psikosis dapat dipicu oleh peningkatan kebisingan latar belakang yang merusak fungsi neuron thalamo-cortical. Ini, pada gilirannya, dapat disebabkan oleh kerusakan reseptor NMDA yang memengaruhi keseimbangan penghambatan dan eksitasi di otak. Kebisingan membuat sinyal sensorik kurang jelas atau diucapkan. Selain itu, hal ini dapat menyebabkan ledakan aktivitas spontan yang terkait dengan persepsi realitas yang terdistorsi.

“Perubahan yang ditemukan dalam aktivitas listrik thalamic dan kortikal terkait dengan gangguan pemrosesan informasi sensorik yang diinduksi ketamin dapat berfungsi sebagai biomarker untuk menguji obat antipsikotik atau memprediksi perjalanan penyakit pada pasien dengan gangguan spektrum psikotik,” kata Sofya Kulikova.

Informasi lebih lanjut: Yi Qin et al, Ketamin psikotomimetik mengganggu transfer informasi sensorik terlambat dalam jaringan kortikotalamus, European Journal of Neuroscience (2022). DOI: 10.1111/ejn.15845

Thomas J. Reilly, Ketamine: Menghubungkan hipofungsi reseptor NMDA, osilasi gamma, dan psikosis (komentar tentang Qin et al., 2022), European Journal of Neuroscience (2022). DOI: 10.1111/ejn.15872

Disediakan oleh Sekolah Tinggi Ekonomi Universitas Riset Nasional

Kutipan: Ketamine ditemukan meningkatkan kebisingan otak (2022, 30 Desember) diambil 31 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-ketamine-brain-noise.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.