新發(fā)現(xiàn)暗示全身麻醉對大腦的實際作用

超過 3.5 億次手術(shù)每年在全球范圍內(nèi)進行。對于我們大多數(shù)人來說，在我們生命中的某個時刻，我們可能不得不接受需要全身麻醉的手術(shù)。

盡管它是最安全的醫(yī)療實踐之一，但我們?nèi)匀粵]有對麻醉藥物在大腦中起作用的確切方式有一個完整、透徹的了解。

事實上，自從全身麻醉被引入醫(yī)學以來，它在很大程度上仍然是一個謎180年前.

我們的研究發(fā)表在神經(jīng)科學雜志今天為該過程的復雜性提供了新的線索。全身麻醉藥物似乎只影響大腦中負責保持警覺和清醒的特定部位。

腦細胞取得平衡

在一項使用果蠅的研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一種潛在的方法，可以讓麻醉藥物與特定類型的神經(jīng)元（腦細胞）相互作用，而這一切都與蛋白質(zhì)有關。你的大腦周圍有860 億個神經(jīng)元并非所有這些都是相同的——正是這些差異使全身麻醉有效。

需要明確的是，我們并沒有完全被蒙在鼓里麻醉藥如何影響我們.我們知道為什么全身麻醉劑會讓我們輸意識這么快，多虧了1994年具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn).

但為了更好地理解細節(jié)，我們首先必須觀察大腦中細胞之間的微小差異。

從廣義上講，有大腦中神經(jīng)元的兩大類.

第一種是我們所說的“興奮性”神經(jīng)元，通常負責讓我們保持警覺和清醒。第二種是“抑制性”神經(jīng)元——它們的工作是調(diào)節(jié)和控制興奮性神經(jīng)元。

在我們的日常生活中，興奮性和抑制性神經(jīng)元不斷工作并相互平衡。

當我們?nèi)胨瘯r，大腦中有抑制性神經(jīng)元，可以“沉默”那些讓我們保持清醒的興奮性神經(jīng)元。發(fā)生這種情況隨著時間的流逝，逐漸，這就是為什么您可能會在一天中逐漸感到疲倦的原因。

全身麻醉劑通過直接沉默這些興奮性神經(jīng)元來加速這一過程，而抑制性神經(jīng)元沒有任何作用。這就是為什么你的麻醉師會告訴你，他們會在手術(shù)中“讓你入睡”：這本質(zhì)上是相同的過程.

一種特殊的睡眠

雖然我們知道為什么麻醉劑會讓我們?nèi)胨珕栴}就變成了：“我們?yōu)槭裁匆@樣做留手術(shù)時睡著了？如果你今晚上床睡覺，睡著了，有人試圖給你做手術(shù)，你會驚醒。

迄今為止，該領域?qū)τ谌砺樽頌槭裁磿е氯藗冊谑中g(shù)過程中保持昏迷，還沒有達成強烈的共識。

在過去的幾十年里，研究人員提出了幾種可能的解釋，但它們似乎都指向一個根本原因。神經(jīng)元停止相互交談當暴露于全身麻醉劑時。

雖然“細胞相互交談”的想法聽起來有點奇怪，但它是一個神經(jīng)科學的基本概念.沒有這種交流，我們的大腦根本無法運作。它讓大腦知道整個身體正在發(fā)生什么。

我們發(fā)現(xiàn)了什么？

我們的新研究表明，全身麻醉劑似乎可以阻止興奮性神經(jīng)元交流，但不能阻止抑制性神經(jīng)元。這個概念并不新鮮，但我們發(fā)現(xiàn)了一些令人信服的證據(jù)為什么只有興奮性神經(jīng)元受到影響。

為了讓神經(jīng)元進行交流，蛋白質(zhì)必須參與其中。這些蛋白質(zhì)的工作之一是讓神經(jīng)元釋放稱為神經(jīng) 遞 質(zhì).這些化學信使是將信號從一個神經(jīng)元傳遞到另一個神經(jīng)元的東西：例如，多巴胺、腎上腺素和血清素都是神經(jīng)遞質(zhì)。

我們發(fā)現(xiàn)全身麻醉劑會損害這些蛋白質(zhì)釋放神經(jīng)遞質(zhì)的能力，但僅限于興奮性神經(jīng)元。為了測試這一點，我們使用了果蠅果蠅和超分辨率顯微鏡直接觀察全身麻醉劑在分子尺度上對這些蛋白質(zhì)的影響。

興奮性和抑制性神經(jīng)元彼此不同的部分原因是它們表達同一種蛋白質(zhì)的不同類型的.這有點像擁有兩輛相同品牌和型號的汽車，但一輛是綠色的，有運動套件，而另一輛只是標準的紅色。他們都做同樣的事情，但只是有點不同。

神經(jīng)遞質(zhì)釋放是一個復雜的過程，涉及許多不同的蛋白質(zhì)。如果拼圖的一塊不完全正確，那么全身麻醉劑將無法發(fā)揮作用。

作為下一步的研究，我們需要弄清楚拼圖的哪一塊是不同的，以了解為什么全身麻醉劑只能停止興奮流。

最終，我們的研究結(jié)果表明，全身麻醉劑中使用的藥物會在大腦中引起大規(guī)模的全局抑制。通過以兩種方式沉默興奮性，這些藥物讓我們進入睡眠狀態(tài)并保持這種狀態(tài)。

亞當·海因斯，研究員，昆士蘭科技大學

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