无意识时，大脑绝不是“沉默”的

大脑皮层被认为是大脑中意识处理的中心。在全身麻醉期间，大脑皮层中的特定细胞表现出比清醒时更高的自发活动，而不是被灭活，而且这种活动在这些皮层细胞之间是同步的。提高我们对全身麻醉的神经元机制的理解可能会导致更好的麻醉药物和改善手术结果。

在最近发表于神经元来自巴塞尔大学和分子与临床眼科研究所(IOB)的博隆德·罗斯卡教授小组的研究人员揭示了不同的细胞类型是如何影响眼球的皮质改变他们的活动全身麻醉这有助于理解无意识是如何被诱导的。

你躺在手术台上。医生告诉你数到5，并放置一个麻醉戴上面具。数到四，你已经失去知觉了。手术后你才会醒来。发生了什么?大脑在这段时间里?

人们可能会认为你的大脑一直保持沉默。尤其是你的大脑皮层，这个大脑区域被认为是意识处理的中心。然而，近100年来，人们已经知道皮质中的一些细胞是活跃的，并且在全身麻醉期间，皮质在高和低活动时期之间交替。

使用附在头皮上的脑电图电极是为数不多的测量这种活动的工具之一，但电极不能让人识别这种活动背后的细胞。因此，问题仍然存在:哪些细胞有助于皮层的节律性活动，以及这是如何导致全身麻醉期间意识丧失的。

在无意识的道路上

皮层由不同类型的细胞组成，每一种细胞都有不同的功能。不同的全身麻醉药作用于不同的感受器，感受器位于不同类型的神经元上，分布在整个大脑中。然而，所有的全身麻醉药都会导致意识丧失，所以“我们对不同麻醉药之间是否存在共同的神经元机制很感兴趣，”该研究的三位第一作者之一马丁·蒙兹博士说。

在这个神经元论文发表后，研究人员使用现代遗传工具，结合标记单个皮层细胞类型的小鼠系来解决这个问题。他们发现，与之前的怀疑相反，皮层中只有一种特定的细胞类型，即第5层锥体神经元结果显示，当动物暴露在不同的麻醉剂中时，活动增加。

“每种麻醉剂都会诱导第5层锥体神经元的活动节奏。有趣的是，不同麻醉药的这些节律不同。有的慢一些，有的快一些。然而，所有麻醉药的共同之处在于它们都诱导了一种活性的排列。也就是说，当它们活跃时，所有第5层金字塔神经元都同时活跃，”来自同一研究小组的Arjun Bharioke博士说，他也是这项研究的第一作者。“我们称之为‘神经元同步’。”

第5层锥体神经元是大脑的主要输出中枢大脑皮层同时也将不同的皮层区相互连接起来。因此，它们既能在不同的皮层区域之间交流，也能从皮层到大脑的其他区域交流。因此，跨第5层锥体神经元的同步活动限制了皮层可以输出的信息。

就像足球比赛的观众一样

Arjun Bharioke说:“在麻醉期间，似乎不是每个神经元发送不同的信息，而是所有第5层金字塔神经元发送相同的信息。人们可以把这想象成人群中的人们从相互交谈，例如在足球或篮球比赛前，过渡到在比赛中为自己的球队加油。”游戏开始前，有很多独立的对话。相比之下，在比赛中，所有的观众都在为他们的球队加油。因此，只有一条信息在人群中传递。”

之前的研究已经提出意识丧失通过大脑皮层与大脑其他部分的断开而发生。IOB团队的研究结果提出了一种可能发生这种情况的机制——在麻醉期间，大脑皮层的信息输出降低。

第三位第一作者、兽医亚历山德拉·布里格诺尔(Alexandra Brignall)说:“任何做过手术的人都可以证明，麻醉剂的作用非常强大。但它们也并不总是容易使用。在手术过程中，必须持续监测麻醉的深度，以确保病人不会太深或太浅。我们对麻醉剂的工作原理以及它们在大脑中的作用了解得越多，就越好。也许这将有助于研究人员开发新的药物，更具体地针对细胞在大脑中与无意识有关。”

“我们的发现与医学高度相关，因为麻醉是最常见的医疗程序之一。理解神经元机制麻醉会带来更好的结果麻醉药物并改善手术效果，”IOB分子研究中心的通讯作者兼主任boond Roska说。