新發(fā)現(xiàn)暗示全身麻醉對(duì)大腦的實(shí)際作用

超過(guò) 3.5 億次手術(shù)每年在全球范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)于我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，在我們生命中的某個(gè)時(shí)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(shí)踐之一，但我們?nèi)匀粵](méi)有對(duì)麻醉藥物在大腦中起作用的確切方式有一個(gè)完整、透徹的了解。

事實(shí)上，自從全身麻醉被引入醫(yī)學(xué)以來(lái)，它在很大程度上仍然是一個(gè)謎180年前.

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

腦細(xì)胞取得平衡

在一項(xiàng)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(lèi)型的神經(jīng)元（腦細(xì)胞）相互作用，而這一切都與蛋白質(zhì)有關(guān)。你的大腦周?chē)?a>860 億個(gè)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(méi)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(huì)讓我們輸意識(shí)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(xì)節(jié)，我們首先必須觀察大腦中細(xì)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(lèi).

第一種是我們所說(shuō)的“興奮性”神經(jīng)元，通常負(fù)責(zé)讓我們保持警覺(jué)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(dāng)我們?nèi)胨瘯r(shí)，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(shí)間的流逝，逐漸，這就是為什么您可能會(huì)在一天中逐漸感到疲倦的原因。

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

一種特殊的睡眠

雖然我們知道為什么麻醉劑會(huì)讓我們?nèi)胨?，但?wèn)題就變成了：“我們?yōu)槭裁匆@樣做留手術(shù)時(shí)睡著了？如果你今晚上床睡覺(jué)，睡著了，有人試圖給你做手術(shù)，你會(huì)驚醒。

迄今為止，該領(lǐng)域?qū)τ谌砺樽頌槭裁磿?huì)導(dǎo)致人們?cè)谑中g(shù)過(guò)程中保持昏迷，還沒(méi)有達(dá)成強(qiáng)烈的共識(shí)。

在過(guò)去的幾十年里，研究人員提出了幾種可能的解釋?zhuān)鼈兯坪醵贾赶蛞粋€(gè)根本原因。神經(jīng)元停止相互交談當(dāng)暴露于全身麻醉劑時(shí)。

雖然“細(xì)胞相互交談”的想法聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)奇怪，但它是一個(gè)神經(jīng)科學(xué)的基本概念.沒(méi)有這種交流，我們的大腦根本無(wú)法運(yùn)作。它讓大腦知道整個(gè)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(gè)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(jìn)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(chēng)為神經(jīng) 遞 質(zhì).這些化學(xué)信使是將信號(hào)從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)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(huì)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(cè)試這一點(diǎn)，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(duì)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(dá)同一種蛋白質(zhì)的不同類(lèi)型的.這有點(diǎn)像擁有兩輛相同品牌和型號(hào)的汽車(chē)，但一輛是綠色的，有運(yùn)動(dòng)套件，而另一輛只是標(biāo)準(zhǔn)的紅色。他們都做同樣的事情，但只是有點(diǎn)不同。

神經(jīng)遞質(zhì)釋放是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)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(wú)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(huì)在大腦中引起大規(guī)模的全局抑制。通過(guò)以?xún)煞N方式沉默興奮性，這些藥物讓我們進(jìn)入睡眠狀態(tài)并保持這種狀態(tài)。

亞當(dāng)·海因斯，研究員，昆士蘭科技大學(xué)

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