普通麻醉剂可以通过引起大脑混乱来发挥作用

甜蜜的梦由此而生。

麻醉使挽救生命的手术成为可能——但它是如何运作的呢？

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麻醉剂如何阻止我们感知周围的世界？一项针对药物异丙酚的新研究表明，有些药物可能会让大脑暂时变得更加不稳定，从而使我们陷入困境。

麻醉：这个词本身来自古希腊语“an”（无）和“aesthesis”（感觉）。麻醉在医学上被描述为麻痹（缺乏运动）、镇痛（缺乏疼痛）、健忘症（缺乏记忆）和意识丧失的组合。它是一种化学诱导的大脑状态，一直是医学上的强大工具，使许多外科手术成为可能。 

在日常生活中，我们的大脑会经历多种大脑状态，例如清醒或睡眠。这些状态的不同之处之一在于它们如何处理感官刺激和对我们大脑状态的扰动。例如，手机上的通知声音会引起一系列神经活动：细胞变得更加活跃，并向其他细胞发出信号。根据您的状态，相同的声音会对大脑活动和感官知觉产生完全不同的影响。如果你睡着了，你可能根本听不到。或者在麻醉下。

我们的大脑在麻醉下如何对感觉刺激做出反应？为什么我们不能有意识地感知它们？今天发表的一项研究试图通过观察大脑活动的稳定性来了解清醒大脑和麻醉状态下大脑之间的差异。 

他们使用了称为动力系统理论的数学分支的原理，使他们能够测量稳定性。稳定性是系统从干扰中恢复并返回到基线状态的能力。稳定的系统是一个带有摩擦力的钟摆：你可以改变它掉落的位置，但最终它会停留在同一位置。 

不稳定系统的一个例子是天气：随着时间的推移，一个小的扰动可能会导致系统发生巨大的变化，这种效应通常被比喻为由蝴蝶翅膀拍打引起的龙卷风

“大脑必须在兴奋和混乱之间的刀刃上运作。它必须足够兴奋，神经元才能相互影响，但如果它变得过于兴奋，就会陷入混乱。该研究的资深作者之一厄尔·米勒教授在一份新闻稿中解释说，稳定性如何成为量化大脑状态的有用指标。

在这项研究中，研究人员记录了两只猕猴注射异丙酚（一种手术中常用的注射麻醉剂）时的大脑情况。随着灵长类动物进入更深入的麻醉状态，它们的大脑活动变得越来越不稳定。

清醒大脑的稳定性部分归因于兴奋和抑制之间的平衡。一般来说，大脑中有两类神经元：一类会增加其他神经元的活动（兴奋性），另一类会减少其他神经元的活动（抑制性）。异丙酚作用于抑制系统，增强抑制系统并使系统失去平衡。

研究人员随后向猕猴播放声音，发现在麻醉状态下，大脑的反应速度更慢、时间更长。感官刺激导致系统状态的长期扰动。这种有些不稳定的活动可能意味着大脑无法再有效地处理信息。这可能就是为什么我们在麻醉状态下无法感知周围环境，也感觉不到疼痛。 

该研究的另一位资深作者 Ila Fiete 教授表示，这种通过观察稳定性来描述大脑状态的新方法可用于研究“不同的大脑状态、不同类型的麻醉剂，以及抑郁症和精神分裂症等其他神经精神疾病”。

这篇文章发表在《神经元》杂志上。