$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Beyin gelişimi sırasında bilişsel bozuklukların incelenmesi, nörogelişimin dinamik doğası, metodolojik kısıtlamalar ve bağlamsal engeller nedeniyle önemli zorluklarla karşı karşıyadır. Beyin gelişimi, kritik pencereler 1,2 sırasında bozuklukların tanımlanmasını zorlaştıran hızlı, doğrusal olmayan değişiklikleri içerir. Kaynakların düşük olduğu ortamlarda, bakıcı okuryazarlığı, dil çeşitliliği ve özel araçlara (örneğin MRI) sınırlı erişim gibi engeller erken taramayı engellemektedir1. Beyin olgunlaşmasındaki bireysel değişkenlik, patolojik sapmaları tipik gelişimden ayırt etmeyi zorlaştırır 2,3. Down sendromu gibi durumlar değişmiş kortikal gelişim sergiler, ancak küçük örneklem boyutları ve kıt histolojik veriler mekanik içgörüleri sınırlar4. Nörogelişimsel bozukluklar (örneğin, OSB, DEHB) genellikle anksiyete veya depresyonla birlikte ortaya çıkar ve bilişsel değerlendirmeleri karıştırır5. Bazı popülasyonlarda ciddi iletişim eksiklikleri, standart testlerin kullanımını kısıtlamaktadır6. Bu özellikler çeşitli araştırma tasarımı sorunlarına yol açmaktadır. Gerçekten de, çoğu çalışma, zaman içinde bireysel değişimi modellemede başarısız olan kesitsel tasarımlar kullanır. Batılı, eğitimli nüfuslara ("WEIRD" örnekleri) aşırı güven var7. Down sendromu araştırmaları, küçük ölüm sonrası beyin örneklerinden ve yetersiz yaş uyumlu kontrollerden muzdariptir4. Ekolojik anlık değerlendirme araçları, günlük bilişsel performansı etkileyen bağlamsal değişkenleri hesaba katmakta zorlanır5.
Hayvan ve insan beynindeki en önemli işlevler, insan gelişiminin ve genel olarak yaşamın merkezinde yer alan öğrenme ve hafızayı içerir8. Bebeklerin beyni gelişim aşamasındadır ve ilaç ve anestezi gibi dış etkenlere karşı savunmasızdır 9,10. Anesteziklerin bebeklerin hafıza fonksiyonuna verdiği hasar çok önemli bir klinik araştırma konusudur ve anestezi yapılamaması nedeniyle pediatrik hastalar için optimal tedavileri bile geciktirebilir11. Anesteziye bağlı bilişsel işlev bozuklukları (veya postoperatif bilişsel işlev bozukluğu, POCD) bebekler için uzun vadeli sonuçlar doğurabilir12. Sevofluran inhalasyonu bebeklerde hafıza fonksiyonlarını etkileyebilir13,14, ancak geleneksel anesteziyoloji, bebeklerde beyin hasarının esas olarak anestezi sırasında, özellikle genel anestezide beyin hipoksisinden kaynaklandığına inanmaktadır10. Bu nedenle beyinde kısa süreli veya uzun süreli hipoksi olmadığı sürece bebeklerde merkezi sinir sistemi hasarı riski azaltılmalıdır11. Yine de, POCD'nin anlaşılması yetersiz kalmaktadır. Ameliyat gerektiren bebekler anestezi gerektirecektir ve ilgili yolların daha iyi bilinmesi, POCD riskini en aza indirecek anestezi stratejilerinin tasarlanmasına yardımcı olabilir.
Kalp dışı cerrahi geçiren yaşlı erişkin hastaları içeren bir çalışmada, hastaların yaklaşık %25'inin ameliyattan sonraki 1 hafta içinde POKD yaşadığı, 3 ay sonra bu oranın %10'un altına düştüğü, kontrol grubunda ise %3,4 ve %2,8 POKD oranları görüldüğü ortaya konmuştur15. Çalışma ayrıca, çoğu POCD vakasının geri dönüşümlü olduğunu ve sadece az sayıda hastanın uzun süreli veya kalıcı POCDyaşadığını göstermiştir 15. Merkezi sinir sisteminde glutamat en yaygın uyarıcı amino asittir16. N-metil-D-aspartat reseptörü (NMDAR), uzun süreli güçlenme (LTP) ve uzun süreli depresyonun (LTD) indüklenmesi ve sürdürülmesi için çok önemlidir17. Fareler üzerinde yapılan araştırmalar, uyarıcı sinaptik plastisitenin beyin fonksiyon gelişimini18 doğrudan etkilediğini, NMDAR aktivasyonu ve kalsiyum akışının özellikle önemli olduğunu gösterdi19,20. Geliştirilmiş NMDAR aktivitesi, sinaptik büyümeyi ve plastisiteyi indüklemek için önemli etkilere sahiptir 19,20. Bu nedenle, NMDAR antagonistleri (örneğin, sevofluran) tarafından daha yüksek derecede NMDAR blokajı, daha düşük öğrenme ve hafıza yetenekleri ile sonuçlanmalıdır21. Sevofluranın yetişkin beyinlerinde öğrenme ve hafıza üzerindeki etkileri net bir sonuca varamamışolsa da 22,23, sevofluran pediatrik cerrahilerde anestezi için yaygın olarak kullanılmaktadır14. NMDAR'ın rekabetçi olmayan bir antagonisti olarak sevofluran, beynin öğrenme ve hafıza fonksiyonlarını önemli ölçüde etkileyebilir 11,13,14,23,24. Bununla birlikte, NMDAR'ın yanı sıra, öğrenme ve hafızada başka yollar ve proteinler de yer alır ve fosforile edilmiş cAMP yanıt elemanı bağlayıcı protein (p-CREB) ve hemen erken gen c-fos'u içeren hafıza düzenleme mekanizmaları daha net hale gelmektedir 25,26,27, ancak yine de bebeklerde ve çocuklarda optimal anestezi uygulaması için daha iyi bir anlayış gerektirir.
Bu teorik çerçevelere dayanarak, bu çalışma, genç sıçanlarda NMDAR/p-CREB/c-fos sinyal yolu aracılığıyla hipokampal nöronlarda hafıza ve p-CREB ve c-fos ekspresyonuna dayalı olarak sevofluranın neden olduğu gelişmekte olan beyindeki bilişsel bozuklukları incelemek için kullanılabilecek entegre bir metodolojik yaklaşımı araştırdı. Sonuçlar, genel anestezi sonrası POCD ve hafıza bozukluğu hakkındaki anlayışımızı geliştirmemize yardımcı olabilir. Bu çalışmada 21 günlük sıçanlar kullanıldı çünkü sütten yeni kesilmişlerdi ve insanlarda erken ergenliğe karşılık gelen oldukça düzgün bir vücut ağırlığına ve fizyolojik duruma sahiptiler. Bu kritik gelişim döneminde artan nöroplastisiteleri ve savunmasızlıkları nedeniyle, olgunlaşmamış beyinde ameliyat veya anestezinin neden olduğu bilişsel bozuklukları verimli bir şekilde modelleyebilirler28,29. Bu, onları özellikle pediatrik cerrahi ile ilişkili nörobilişsel riskleri incelemek ve potansiyel müdahale stratejilerini keşfetmek için uygun hale getirir. Y-labirenti, öğrenmeyi ve hafızayı değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir30. İmmünohistokimya, nöronları ve çeşitli nöronal proteinleri incelemek için yaygın olarak kullanılır.