研究揭示了氯胺酮是如何在大脑中充当“开关”的

根据宾夕法尼亚大学医学院研究人员的一项新研究，氯胺酮是一种已有的麻醉剂，也是一种越来越受欢迎的抗抑郁药，它能极大地重组大脑的活动，就好像大脑活动回路上的开关被打开了一样。

在一个自然神经科学本月发表的论文中，该团队描述了动物模型大脑皮层神经元活动模式的显著变化克他命给药——观察正常活跃的神经元被沉默，另一组正常安静的神经元突然活跃起来。这种由氯胺酮引起的与抑郁相关的关键大脑区域的活动切换可能会影响我们对氯胺酮的理解治疗效果以及神经精神病学领域的未来研究。

“我们令人惊讶的结果揭示了两个不同的皮层神经元群体，一个参与正常清醒的大脑功能，另一个与氯胺酮诱导的大脑状态有关，”宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院麻醉学、重症监护和神经科学助理教授、共同首席和共同资深作者约瑟夫·奇松(Joseph Cichon)说。

“有可能是氯胺酮诱导的这种新网络使人做梦、催眠或某种无意识状态。如果这被确定为真的，这也可能意味着这里是氯胺酮产生治疗效果的地方。”

麻醉师通常在手术前给病人注射麻醉剂，以可逆地改变大脑活动，使其进入无意识状态。自20世纪60年代合成氯胺酮以来，由于其可靠的生理效应和安全性，氯胺酮一直是麻醉实践的主流。

氯胺酮的一个显著特征是它能维持大脑表面(大脑皮层)的某些活动状态。这与大多数麻醉药的作用完全相反大脑的活动．人们认为，正是这些保存下来的神经元活动对氯胺酮在与抑郁症相关的关键大脑区域的抗抑郁作用至关重要。但是，到目前为止，氯胺酮如何产生这些临床效果仍然是个谜。

在他们的新研究中，研究人员分析了老鼠在服用氯胺酮前后的行为，并将它们与服用安慰剂盐水的对照组老鼠进行比较。一个关键的观察结果是，那些注射氯胺酮的人在几分钟内就表现出来了行为变化与服用该药后人类的症状一致，包括行动能力下降，对感官刺激的反应受损，这些症状统称为“游离”。

“我们希望精确地找出氯胺酮在使用时影响大脑回路的哪个部分，这样我们就可以更好地研究它，并在未来的道路上，对它进行更有益的治疗使用，”宾夕法尼亚大学麻醉学和危重症护理副教授、共同领导和共同资深作者Alex Proekt博士说。

双光子显微镜对皮层成像大脑氯胺酮治疗前后的组织。通过跟踪单个神经元及其活动，他们发现氯胺酮会激活沉默的细胞，并关闭先前活跃的神经元。

观察到的神经元活性可以追溯到氯胺酮阻断突触受体活性的能力，突触受体是神经元NMDA受体和离子通道HCN通道之间的连接点。研究人员发现，他们可以通过简单地抑制大脑皮层中的这些特定受体和通道，在不使用药物的情况下重现氯胺酮的效果。科学家们发现，氯胺酮削弱了几组通常抑制其他神经元的抑制皮层神经元。这使得通常安静的神经元(在氯胺酮不存在时通常被抑制的神经元)变得活跃起来。

研究表明，抑制的消失对兴奋性神经元的活动切换是必要的，兴奋性神经元是形成交流高速公路的神经元，也是通常开出的抗抑郁药物的主要靶标。还需要进行更多的工作来确定氯胺酮对兴奋性和抑制性神经元的驱动效应是否是氯胺酮快速抗抑郁作用的背后原因。

“虽然我们的研究直接涉及基础神经科学，但它确实指出了氯胺酮作为一种速效抗抑郁药的更大潜力，以及其他应用，”合著者Max Kelz博士说，他是麻醉学的杰出教授和麻醉学和重症监护研究的副主席。“还需要进一步的研究来充分探索这一点，但我们发现的神经元开关也构成了一些精神疾病引起的游离和幻觉状态的基础。”