180 年后发现全身麻醉之谜的新见解

自 1840 年代以来，全身麻醉已用于数百万次手术中，但即使是现在，我们仍不能完全确定它是如何让我们保持睡眠的。

新的研究有助于揭示麻醉剂发挥作用的复杂过程。 

图片来源：Svitlana Hulko/Shutterstock.com

自 1840 年代末首次开发以来，全身麻醉已被实施了无数次。它在医学上的引入是革命性的，使外科医生能够对患者进行越来越复杂的手术，而患者不再需要在清醒时忍受痛苦的手术。然而，如果我告诉你，自麻醉剂首次开发以来已有 180 年左右的时间，我们仍然不能完全确定麻醉剂是如何发挥作用的，你会相信我吗？

可以肯定的是，我们对它们的工作原理以及它们如何使我们失去意识了解很多，但对于更详细的细节仍然存在疑问。但至少根据一项新研究的结果，这种情况可能即将改变。研究人员发现，麻醉药物似乎只影响大脑中与保持警觉和清醒相关的某些部分。  

澳大利亚昆士兰大学的一组研究人员在检查果蝇时发现麻醉药物会与我们大脑中的特定神经元相互作用。

人类的大脑中有大约 860 亿个神经元，但并非所有神经元都是一样的。这就是全身麻醉发挥作用的机制。

本质上，我们的大脑中有两种类型的神经元——兴奋性神经元和抑制性神经元。前者负责让我们保持警觉和活跃，而后者则调节和控制兴奋性。在我们的日常生活中，这两种类型都在努力相互平衡，直到睡觉的时候。

这就是为什么随着时间的推移，我们会变得越来越疲倦。抑制性神经元逐渐开始使兴奋性神经元安静下来，否则会使我们保持清醒。

全身麻醉的操作方式类似。它通过抑制兴奋性神经元来加速这一过程——当麻醉师告诉你将“让你入睡”时，这基本上就是正在发生的事情。

但这只是解释的一部分。正如该研究的作者之一亚当·D·海因斯 (Adam D. Hines) 最近在《对话》中所写的那样，“虽然我们知道为什么麻醉剂会让我们入睡，但问题就变成了：‘为什么我们在手术期间要保持睡眠状态？’”。如果你今晚上床睡觉，有人试图对你做手术，你醒来时会感到非常震惊。 ”

这是至今无法解释的难题。目前，对于麻醉为何能让人入睡还没有达成普遍共识。迄今为止最好的解释是，这种药物阻止了神经元之间的交流。

但海因斯和他的同事提出的研究表明，只有兴奋性神经元会被麻醉剂抑制，而抑制性神经元则不会。尽管这不是一个全新的发现，但该团队的工作增加了证据来解释为什么只有这些神经元受到影响。

神经元如何说话

神经元通过神经递质进行交流，神经递质本质上是化学信使。这些神经递质（例如多巴胺、肾上腺素和血清素）是由某些根据需要发挥作用的蛋白质从神经元中释放出来的。

全身麻醉似乎限制了这些蛋白质在兴奋性神经元中释放神经递质的能力。为了测试这一机制，海因斯和他的同事通过超分辨率显微镜观察了果蝇，这使他们能够直接看到全身麻醉如何在分子水平上影响它们的蛋白质。

尽管兴奋性神经元和抑制性神经元都产生非常相似的蛋白质，但它们之间存在细微的差异。

“这有点像拥有两辆相同品牌和型号的汽车，但一辆是绿色的，有运动套件，而另一辆只是标准的红色。他们都做同样的事情，但只是有点不同，”海因斯解释道。

“神经递质的释放是一个复杂的过程，涉及许多不同的蛋白质。如果拼图中的某一部分不完全正确，那么全身麻醉药就无法发挥作用。 ”

最终，该团队的工作表明，麻醉药物通过减少兴奋性神经元的神经胞吐作用以及通过特定的增强作用（基于最近的活动模式持续强化突触）来沉默唤醒系统，从而导致整个大脑的全面和连续的抑制。

接下来的步骤将包括弄清楚为什么这种情况只发生在兴奋性交流中。

该论文发表在《神经科学杂志》上。