تعریف مرگ از دیدگاه عصب‌شناسی دشوار است و یک لحظه دقیق گذار از زندگی به مرگ نیست، بلکه یک فرآیند است که در طول چند دقیقه اتفاق می‌افتد و در برخی موارد قابل برگشت است.

به گزارش تکناک، در یک مطالعه قبلی محققان نشان دادند که پس از یک دوره طولانی از نقص اکسیژن به نام آنوکسی، فعالیت مغز یک سری تحولات را پشت سر هم تجربه می‌کند که اکنون به‌لطف تحقیقات جدید ممکن است بتوان این تحولات را توصیف کرد.

هنگامی که مغز دریافت اکسیژن را متوقف می‌کند، ذخایر ATP که سوخت سلول‌ها هستند، به سرعت تخلیه می‌شوند. این امر باعث ایجاد اختلال در تعادل الکتریکی نورون‌ها و آزاد شدن گسترده گلوتامات که یک انتقال‌دهنده عصبی تحریکی ضروری در سیستم عصبی است، می‌شود. سورین ماهون، یکی از محققان این مطالعه توضیح می دهد: به نظر می‌رسد مدارهای عصبی در ابتدا خاموش می‌شوند. سپس ما شاهد افزایش فعالیت مغز هستیم؛ به ویژه افزایش امواج گاما و بتا. این امواج معمولاً با یک تجربه آگاهانه مرتبط هستند. در این زمینه، آنها ممکن است درگیر تجارب نزدیک به مرگ توسط افرادی باشند که از ایست قلبی-تنفسی جان سالم به در برده‌اند.

پس از آن، فعالیت نورون‌ها به تدریج کاهش می‌یابد تا زمانی که به یک حالت سکوت الکتریکی کامل (مطابق با یک الکتروانسفالوگرام تخت) برسد. با این حال، این سکوت به سرعت با دپولاریزاسیون نورون‌ها قطع می‌شود، که به شکل موجی با دامنه بالا شناخته می‌شود که به عنوان موج مرگ شناخته می‌شود و عملکرد و ساختار مغز را تغییر می‌دهد. این رویداد حیاتی که دپلاریزاسیون بدون اکسیژن نامیده می‌شود، باعث مرگ نورون‌ها در سراسر قشر مغز می‌شود.

آنتونی کارتن، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: این حالت نشانگر واقعی گذار به سمت توقف تمام فعالیت‌های مغزی است.

تا به حال، محققان نمی‌دانستند که موج مرگ از کدام قسمت قشر مغز آغاز می‌شود یا اینکه آیا اصلا به طور همگن در تمام لایه‌های قشر منتشر می‌شود یا خیر. کارتن می‌افزاید: ما قبلاً می‌دانستیم که اگر بتوانیم سوژه را در یک بازه زمانی خاص احیا کنیم، می‌توان اثرات دپلاریزاسیون بدون اکسیژن را از بین برد. ما نمی‌دانستیم که موج مرگ در کدام مناطق مغز بیشترین آسیب را برای حفظ عملکرد مغز تا حد امکان وارد می‌کند.

پیمودن مسیر موج مرگ

برای پاسخ به این پرسش‌ها، محققان در موش‌ها از اندازه‌گیری پتانسیل‌های میدانی موضعی و ثبت فعالیت الکتریکی تک‌نرون‌های عصبی در لایه‌های مختلف قشر اولیه حسی جسمی که ناحیه‌ای است که نقش مهمی در بازنمایی بدن و پردازش اطلاعات حسی دارد، استفاده کردند. سپس آنها فعالیت الکتریکی این لایه‌های مختلف را قبل و در حین دپلاریزاسیون بدون اکسیژن مقایسه کردند.

کارتون گفت: ما متوجه شدیم که فعالیت عصبی در شروع آنکسی مغز نسبتاً همگن بود. سپس، موج مرگ در نورون‌های هرمی واقع در لایه 5 نئوکورتکس ظاهر شد و در دو جهت انتشار یافت: به سمت بالا یعنی سطح مغز، و به سمت پایین یعنی ماده سفید. ما همین پویایی را در شرایط آزمایشی مختلف مشاهده کرده‌ایم و معتقدیم که این پدیده ممکن است در انسان‌ها نیز وجود داشته باشد.

این یافته‌ها نشان می‌دهند که لایه‌های عمیق‌تر قشر مغز، آسیب‌پذیرترین لایه‌ها در برابر کمبود اکسیژن هستند و این امر احتمالاً به این دلیل است که نورون‌های هرمی در لایه 5 به انرژی فوق‌العاده بالایی نیاز دارند. با این حال، زمانی که محققان مغز موش‌ها را دوباره اکسیژن رسانی کردند، سلول‌ها ذخایر ATP خود را دوباره پر کردند که منجر به جان گرفتن مجدد نورون‌ها و بازیابی فعالیت سیناپسی شد.

محققان این مطالعه درنهایت گفتند: این مطالعه درک ما را از مکانیسم‌های عصبی زمینه‌ساز تغییرات در فعالیت مغز با نزدیک شدن به مرگ ارتقا می‌دهد. نوار مغزی صاف لزوماً به معنای توقف قطعی عملکرد مغز نیست. ما اکنون باید شرایط دقیقی ایجاد کنیم که تحت آن این عملکردها بتوانند بازیابی شوند و یک سری داروهای محافظت کننده عصبی برای حمایت از احیا در صورت نارسایی قلبی و ریوی تولید کنیم.