大脑如何失去和恢复意识（W / Video）

从19世纪中期开始，医生就开始使用药物对手术病人进行全身麻醉。尽管这些药物被广泛使用，但人们对它们如何造成如此严重的意识丧失知之甚少。

在一项新的跟踪研究中脑活动在人类志愿者在一个两小时的时间内失去和重新获得意识，MIT和Massachusetts综合医院（MGH）的研究人员已经确定了与不同阶段相关的独特脑模式全身麻醉。调查结果揭示了一种常用的麻醉药物如何施加其影响，并且可以帮助医生在手术期间更好地监测患者，并防止在运营期间醒来的患者罕见的病例。

麻醉师现在依靠的是一种监测系统脑电图（EEG）信息并将其与零和100之间的单个数字相结合。然而，根据新研究的作者，该指数实际上掩盖了最有用的信息，这是新的研究的作者，这些信息将显示在美国国家科学院院刊3月4日那一周

“当麻醉师在照顾病人的时候手术室，他们可以使用本文中的信息来确保某人无意识，他们可以对人类可能恢复意识的特定思路，“大脑和认知科学和健康教授的麻省理工学院教授科学与技术和一个麻醉师在MGH。

本文的牵头作者是MGH和哈佛医学院麻醉的讲师Patrick Purdon。

独特的模式

最后秋季，普雷顿，棕色和同事们在麻醉下出现了癫痫患者脑活动的研究。使用已植入患者脑中的电极作为其对癫痫的治疗部分的一部分，研究人员能够识别麻醉期间出现的特征EEG模式。

在新的研究中，研究人员研究了健康的志愿者，测量了它们的大脑活动，其中64个电极连接到头皮。他们不仅发现了似乎与他们在去年的研究中所看到的什么相对应的模式，它们也能够更详细地辨别，因为它们在更长的时间内给予了多种多样子，并遵循主题，直到他们出来麻醉。

虽然受试者接受了异丙酚，但研究人员监测了他们对声音的响应。每四秒钟，受试者听到机械基调或单词，例如他们的名字。研究人员在整个过程中测量了EEG活动，因为受试者按下按钮以指示它们是否听到声音。

由于受试者变得不那么响应，出现了明显的脑模式。早期，当受试者刚开始失去意识时，研究人员在正面皮质中检测到低频（0.1到1赫兹）和α频率（8至12赫兹）带中的大脑活动的振荡。他们还发现了这两个频带中的振荡之间的特定关系：随着低频波处的α振荡达到峰值。

当大脑达到稍微更深的麻醉水平时，一个明显的转变发生了:阿尔法振荡翻转，因此它们的最高点出现在低频波也达到峰值的时候。

研究人员认为，这些alpha和低频振荡，它们在去年的研究中也检测到，通过中断不同脑区之间的正常通信产生无意识。振荡似乎限制了可以在正面皮质和塔拉姆之间通过的信息量，该信息通常跨越非常宽的频带彼此通信，以中继感官信息并控制注意力。

振荡还可以防止皮质的不同部分彼此协调。在去年的研究中，研究人员发现，在麻醉期间，小型，局部大脑区域内的神经元有效地活跃几百毫秒，然后再次关闭几百毫秒。这种活动的闪烁，产生缓慢振荡模式，防止脑区域正常沟通。

更好的麻醉监测

当研究人员开始慢慢减少异丙酚的剂量，让受试者脱离麻醉状态时，他们看到了受试者失去意识时出现的大脑活动模式的逆转。在恢复意识的几分钟前，阿尔法振动翻转，使它们在低频波处于最低点时达到峰值。

博登说:“这是一个标志，可以让人确定病人是否过早地从麻醉中恢复过来。”

棕色说，患者在手术过程中恢复意识的病例令人震惊，但非常罕见，有一个或两次发生在10,000次运营中。

“这不是我们每天都在战斗的事情，但是当它发生这种情况时，它可以在公众中创造这个内脏恐惧。和麻醉师没有一种回应的方式，因为我们真的不知道你什么时候不知道昏迷不醒，“他说。“这现在是一个解决问题。”

博登和布朗目前正在为MGH的麻醉师和住院医师启动一个培训项目，培训他们解释测量麻醉深度所需的信息。博登说，这些信息可以通过现在在大多数手术中使用的脑电图监视器获得。由于异丙酚是应用最广泛的麻醉药物，新发现对大多数手术应该是有价值的。

在后续研究中，研究人员正在研究其他动物产生的大脑活动模式麻醉药物。

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