Cerebral mechanisms of general anesthesia

How does general anesthesia (GA) work? Anesthetics are pharmacological agents that target specific central nervous system receptors. Once they bind to their brain receptors, anesthetics modulate remote brain areas and end up interfering with global neuronal networks, leading to a controlled and reversible loss of consciousness. This remarkable manipulation of consciousness allows millions of people every year to undergo surgery safely most of the time. However, despite all the progress that has been made, we still lack a clear and comprehensive insight into the specific neurophysiological mechanisms of GA, from the molecular level to the global brain propagation. During the last decade, the exponential progress in neuroscience and neuro-imaging led to a significant step in the understanding of the neural correlates of consciousness, with direct consequences for clinical anesthesia. Far from shutting down all brain activity, anesthetics lead to a shift in the brain state to a distinct, highly specific and complex state, which is being increasingly characterized by modern neuro-imaging techniques. There are several clinical consequences and challenges that are arising from the current efforts to dissect GA mechanisms: the improvement of anesthetic depth monitoring, the characterization and avoidance of intra-operative awareness and post-anesthesia cognitive disorders, and the development of future generations of anesthetics.

RésuméComment marche l’anesthésie générale (AG)? Les agents anesthésiques sont des molécules pharmacologiques qui ciblent des récepteurs spécifiques du système nerveux central. Une fois liés à leurs récepteurs cérébraux, ils modulent des régions cérébrales diffuses interférant avec les réseaux neuronaux et conduisent à une perte de conscience contrôlée et réversible. Cette manipulation remarquable de la conscience permet chaque année à des millions de personnes d’avoir une intervention chirurgicale en toute sécurité la plupart du temps. Cependant, malgré tous les progrès accomplis, il nous manque encore une vision claire et exhaustive des mécanismes neurophysiologiques spécifiques de l’AG, du niveau moléculaire jusqu’au niveau global cérébral. Au cours de la dernière décennie, les progrès exponentiels en neurosciences et en neuro-imagerie ont conduit à une étape importante dans la compréhension des corrélats neuronaux de la conscience, avec des conséquences directe pour l’anesthésie clinique. Loin d’arrêter l’activité cérébrale complètement, les agents anesthésiques conduisent à un changement de l’état du cerveau, distinct, très spécifique et complexe, qui est de plus en plus caractérisé par des techniques de neuro-imagerie moderne. Il y a plusieurs conséquences cliniques et de nombreux défis qui se découlent des efforts actuels visant à disséquer les mécanismes de l’AG : l’amélioration de la surveillance de la profondeur de l’anesthésie, la caractérisation et l’évitement du phénomène de mémorisation et des troubles cognitifs post-anesthésie, le développement des futures générations d’agents anesthésiques.