麻醉状态下大脑皮层特定细胞却更活跃

麻醉状态下大脑皮层特定细胞却更活跃

大脑皮层被认为是人们意识活动的主要区域。科学家以为麻醉药就是麻醉这个区域的神经元,使它们不再活跃。新研究发现不是这样,在麻醉药的作用下,这个区域内特定类型的神经元反而变得愈加活跃,而且出现同步的活动。


主要研究者之一马丁·蒙兹(Martin Munz)引见说,皮质层由多种类型的细胞构成,不同类型的细胞有不同的分工。麻醉药作用于所有类型神经元上的信息受体。虽然它们所作用的受体不同,但是都能达到让人失去意识的效果。

蒙兹说,他们想知道不同的麻醉药对于神经元具有怎样共同的药理机制。结果意外地发现:皮层中一种特定的细胞——第五层锥体细胞(layer 5 pyramidal neuron)在麻醉药的作用下,变得愈加活跃。

另一位主要研究者阿琼·巴里奥克(Arjun Bharioke)说:“所有的麻醉药都会刺激第五层锥体细胞产生一种特定节律的活动。有意思的是,不同的麻醉药引起不同的节律,有的慢一些,有的快一些。不过,所有麻醉药的一个共同点是,它们所引起的神经元活动是同步的。也就是说,当它们被(药物)激活的时候,出现的活动都是同步的。我们把这叫做‘神经元同步’”。

研究称,第五层锥体细胞是大脑皮层主要的信息输出中心,也是皮层不同区域之间联系的桥梁。换句话说,第五层锥体细胞不仅负责皮层内各个区域之间的沟通,也负责皮层与大脑其它区域的沟通。然而,这些细胞的同步活动限制了皮层所能够输出的信息。

巴里奥克解释说,这就像球赛上观众发出的声音:在赛前,观众各自分组交谈,在清醒的状态下,皮层内第五层锥体细胞有着各自的活动;进球的时候,观众都为自己的球队加油和喝彩,发出一致的声音,在麻醉状态下,第五层锥体细胞被刺激产生同步的活动。这就限制了这些细胞所输出的信息内容,只输出统一的信息。

以前的研究以为,麻醉状态下,大脑皮层与其它区域的联系被切断导致失去意识。这份新研究了解了产生这项现象更确切的机制:其实是大脑皮层能够输出的信息被减少导致的。

第三位合作研究者亚历山德拉·布里格纳尔(Alexandra Brignall)说:“经历过手术麻醉的人都知道,麻醉药的药效很强。但是麻醉药并不容易掌握,在手术的时候,医生得随时监控患者被麻醉的情况,既不能太深、也不能太浅。对麻醉药如何作用于大脑的机制了解得越多越好。这有助于研究人员研发新药,标靶脑部与意识相关的特定细胞。”

版权声明:站务发布 发表于 2022年5月28日 15:06。
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