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麻省理工大学(MIT)和MGH研究揭示麻醉导致无意识过程的脑活动变化
作者:常丽君 杨雪 | 2012/11/8 4:27:01 | 浏览:941 | 评论:0

人在清醒状态下时,脑电活动极其复杂且没有规律;但在无意识状态下,大脑是否还在活动?又是以怎样的方式活动呢?据物理学家组织网11月5日报道,最近,一个由美国麻省总医院(MGH)和麻省理工大学(MIT)等单位研究人员组成的小组,首次识别出了在无意识状态下脑部的特殊活动方式,这种特殊的脑电图案只在病人全身麻醉失去意识时才出现。在应用方面,这一发现有望带来监护麻醉病人的更好方法。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。

“麻醉剂如何造成无意识仍是一个重大的未解之谜。因此这一发现非常重要,它揭示了一种最常用麻醉剂发挥作用的确切机制。”论文高级作者、麻省总医院麻醉部麻醉指导师帕德里克·珀登说。研究中所用的麻醉剂是异丙酚,但他们认为该发现也适用于其他麻醉剂。

目前,人们对“无意识”本质的认识还只是一种假设,认为“无意识”表示大脑在整体上丧失了信息交流功能的一种状态。用动物研究全身麻醉的效果,无法准确界定意识消失的时间。而新研究的对象是3位癫痫患者,他们脑部已植入电极以帮助诊断病灶部位。

在去除电极手术之初,研究人员要他们每听到一个音调,就按一下按钮。开始每4秒钟发一个音,当病人不能对两个相邻音调作出反应时,由这些音调所界定的5秒的周期就被视为一个失去意识点。

通过检测他们单个神经元和神经网络的活动,研究人员发现,在意识丧失30秒之后,大脑的整体活动性才开始下降,但失去意识的时间与大脑活动的整体结构变化相符。在大脑有意识时,电流活动表现得很紊乱,没有明显的规律性图案,但在失去意识点后,他们的脑电波开始显出有规律的振荡波动,在活跃和不活跃两种状态之间交替转换。

“脑电活动的这些不活跃或静止期,在不同时间段出现在不同的脑区,打断不同脑区之间的信息交流。这就像一个脑区在波士顿,而另一个脑区在新加坡,它们无法彼此通话,因为一个清醒的时候而另一个正在睡觉。”论文领导作者之一、麻省理工大学脑与认知科学学院研究生劳拉·刘易斯解释说,尽管以往在人们睡眠中或被麻醉时,也观察到过这种缓慢振荡的脑电图案,但这是首次把出现这种图案和丧失意识对应起来。

“以前,标志无意识的脑波图案和大脑生理结构并不明确,因此麻醉师也没有一个规范的方法来监视全身麻醉期间的大脑状态,现有的麻醉脑监测仪器很不准确。”珀登说,“现在,我们识别出了一种与无意识有关的特殊生理标志,基于此能开发出一种精确指示病人意识状态的系统,能帮麻醉师确定所需的最佳药物剂量。掌握了这些信息,既能避免病人在手术进行期间恢复意识的特例,也能避免施行麻醉时用药过量。”

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