來自 《自然》雜誌
全身麻醉劑在幾秒鐘內誘發類似昏迷的狀態，使患者可以在沒有疼痛或不適的情況下接受手術。然而，關於這些藥物如何起作用的瞭解卻很少。今天發表在《美國國家科學院院刊》上的研究表明，它們會改變大腦特定區域的活動，並使不同部分難以相互交流。
麻省理工學院（位於劍橋）的神經科學家勞拉·劉易斯及其同事使用微電極來測量三名即將接受癲癇神經外科手術患者大腦中單個細胞和神經元網路的活動。每位患者都接受了單劑全身麻醉劑異丙酚，他們對聽覺刺激的反應能力被用來確定他們何時陷入無意識狀態。
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研究人員發現，意識喪失與被稱為緩慢振盪的腦波的快速出現同時發生。
“我們驚訝地發現緩慢振盪如此突然地開始，”劉易斯說。“它們的出現是突然的，並且與患者失去意識的時間精確同步。”
振盪在大腦皮層的不同區域開始的時間不同，並且單個神經元的整體活動明顯減少，其活動高峰與該區域的緩慢振盪同時發生。
研究人員提出，緩慢振盪使專門大腦區域內的資訊處理效率降低，並阻止大腦的不同部分相互交流。
“它們在大腦中是非同步的這一發現為緩慢振盪如何幹擾不同大腦區域之間的交流提供了新的解釋，”劉易斯說。
但是，倫敦帝國學院研究麻醉劑如何起作用的生物物理學家尼克·弗蘭克斯說，目前尚不清楚緩慢振盪實際上是導致意識喪失的原因，還是僅僅是其結果。需要進一步的工作來確定緩慢振盪的出現是否足以誘發無意識。
劉易斯及其同事表示，由於參與者的癲癇發作和他們為癲癇服用的藥物，他們的腦活動可能與健康人不同。但他們認為這不太可能，因為他們將電極放置在距離引起癲癇發作的異常組織至少2釐米的地方，並且行為效應與健康人看到的相同。
研究人員表示，他們的發現可能會改進監測麻醉效果的方法，並促進更好的麻醉藥物的開發。
他們現在計劃調查其他全身麻醉劑是否以相同的方式起作用。“這種情況很可能適用於其他麻醉藥物，”劉易斯說。