L’anesthésie, le sommeil et le coma diminuent tous trois la capacité d’éveil. Ils agissent, avec des moyens toutefois différents, sur des structures cérébrales similaires impliquées dans l’éveil. Pour preuve, des études effectuées sur le rat montrent qu’une anesthésie générale dissipe les effets d’une privation de sommeil.
De même la variabilité des effets d’un anesthésiant chez des individus dépend entre autre du moment dans la journée où l’on administre le produit et de la dette en sommeil du sujet.
Le sommeil naturel est « produit » activement par le cerveau. Il est régulé par plusieurs mécanismes. L’un est homéostatique ce qui veut dire que la profondeur initiale du sommeil est en relation avec la durée de veille qui précède. De même qu’il existe un mécanisme circadien avec des horloges cérébrales qui oscillent avec des périodes proches de 24h, indiquant le bon moment pour la survenue du sommeil, il existe également un rythme ultradien - dont la période est plus courte que 24h est qui montre à l’EEG que le sommeil est composé d’une succession de cycles - qui provoque durant la journée des « portes » où le sommeil peut survenir plus facilement que d’autres (en début d’après-midi par exemple).
L’anesthésie générale est un état « passif » du cerveau dans un contexte de prise d’un produit chimique (sous forme solide, liquide ou gazeuse). Cet état a donc un début, une durée et une fin dépendant du produit utilisé, de son dosage et de sa durée d’administration. Il n’existe pas de cycle à l’EEG. Une anesthésie générale a plusieurs effets, variables selon l’agent utilisée : une amnésie (perte du souvenir de l’induction et du réveil), une sédation (perte de conscience de soi et de l’environnement), une analgésie (diminution de la sensibilité à la douleur lors de l’opération) et une immobilité (lors de l’acte chirurgical).
Ces effets impliquent une « dissociation » successive de plusieurs circuits cérébraux (circuits limbiques impliqués dans la mémoire, circuits pontiques impliqués dans l’éveil, les circuits thalamo-corticaux impliqués dans la conscience, les circuits médullaires et corticaux impliqués dans la douleur, et les circuits moteurs impliqués dans les mouvements).
Le coma est également un état « passif » du cerveau face à un produit toxique (coma éthylique par ex.) avec un mécanisme très proche de celui d’une anesthésie; ou à un accident vasculaire (arrêt cardiaque par ex.) avec une souffrance sélective ou diffuse (en fonction de la durée de l’hypoxie); ou à un traumatisme (accident de la route par ex.) avec apparition de lésions complexes (contusions, saignements).
Les points communs entre le sommeil, l’anesthésie et le coma sont la survenue (naturelle, artificielle ou accidentelle) d’un état de « déconnexion » entre différentes structures cérébrales impliquées dans l’éveil et la conscience.