Sudah diketahui bahwa kehilangan darah dan oksigen menuju otak dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan hanya dalam hitungan menit saja, tetapi para peneliti belum sepenuhnya memahami seperti apa tepatnya hal itu terjadi atau berapa lama dokter harus menyadarkan diri seseorang sebelum kerusakan itu tidak dapat diubah kembali.
Namun, sebuah studi yang dilakukan oleh Universitas Cincinnati (UC) Gardner Neuroscience Institute dan Charité – Universitätsmedizin Berlin memberikan jalan dan wawasan terhadap apa yang terjadi pada otak manusia setelah peredaran darah terhenti.
Hasil penelitian ini, dilaporkan secara online di Annals of Neurology, adalah yang pertama dalam mengkonfirmasi urutan kejadian ini pada manusia.
“Otak paling rentan terhadap penipisan oksigen dan suplai darah,” kata Jed Hartings, profesor peneliti di Departemen Bedah Saraf di UC College of Medicine dan penulis senior dalam penelitian. “Kami tahu bahwa kerusakan ireversibel besar-besaran dapat terjadi dalam waktu kurang dari 10 menit, tetapi kami hanya memiliki petunjuk samar tentang apa yang sebenarnya terjadi pada otak ketika sirkulasi berhenti. ”
Hingga saat ini, para peneliti telah mengandalkan data dari model hewan. Studi-studi tersebut menunjukkan bahwa dalam 20 hingga 40 detik, otak mengalami shutdown ketika semua komunikasi interneuronal berhenti.
Otak tetap hadir dalam mode tenangnya selama beberapa menit, tetapi kemudian ada gelombang besar berupa pelepasan energi elektrokimia, yang dikenal sebagai “penyebaran depolarisasi.” Juga digambarkan sebagai “tsunami otak,” kehilangan energi ini menyebar melalui korteks dan area otak lainnya, memicu terpencarnya patofisiologis yang secara bertahap meracuni sel-sel saraf. Gelombang ini tetap reversibel hingga pada batas waktu tertentu: sel-sel saraf akan pulih sepenuhnya jika sirkulasi dipulihkan sebelum titik ini tercapai. Namun, jika sirkulasi tetap terganggu, sel-sel akan mati.
Menggunakan teknologi pemantauan sistem syaraf paling canggih, peneliti menempatkan elektroda pada otak pasien untuk merekam aktivitas listrik dari korteks serebral, yang dikenal sebagai electrocorticography, setelah kerusakan otak yang parah.
Rekaman kemudian dilanjutkan setelah keputusan klinis dan keluarga untuk mengaktifkan perintah “Jangan Resusitasi [tindakan untuk menghidupkan kembali atau memulihkan kembali kesadaran seseorang ]”. Mereka mengamati awal shutdown aktivitas otak selama sirkulasi terhenti, diikuti beberapa menit kemudian oleh terminal penyebaran depolarisasi.
“Hasil ini memberikan wawasan mendasar terhadap neurobiologi menjelang kematian dan memiliki implikasi penting untuk penghambatan iskemik [pembatasan dalam suplai darah pada jaringan] otak yang dapat bertahan hidup,” kata Hartings.
“Kami dapat menunjukkan bahwa terminal penyebaran depolarisasi serupa pada manusia dan hewan,” jelas Jens Drier, MD, profesor Pusat Penelitian Stroke di Charité – Universitätsmedizin Berlin dan penulis utama pada penelitian. “Pengetahuan tentang proses yang terlibat dalam menyebarkan depolarisasi adalah dasar untuk pengembangan strategi pengobatan tambahan yang bertujuan memperpanjang kelangsungan hidup sel-sel saraf ketika perfusi [aliran darah melewati sirkulasi paru untuk deoksigenasi] otak terganggu.”
Hartings menambahkan, “Pengetahuan ini mungkin juga bermanfaat dalam debat tentang donor organ, ketika kematian dideklarasikan antara dua dan 10 menit setelah sirkulasi terhenti. Sampai terminal penyebaran depolarisasi terjadi, otak masih cukup layak.”
