研究人员揭示了接受一氧化氮治疗的患者脑电波的变化

氧化二氮氧化物，俗称“笑气”以来已被用于麻醉学实践以来自19世纪以来，但它创造改变状态的方式尚未得到很好的理解。在本周发布的一项研究中临床神经生理学麻省理工学院的研究人员揭示了在接受药物治疗的患者中一些关键的脑电波变化。

在注射麻醉剂剂量的氧化亚氮后大约三分钟的时间里，脑电图(EEG)记录显示了大振幅的慢- δ波，一种强大的电放电模式，每10秒缓慢地扫过大脑的前部。

这种频率是我们深度睡眠的特征，但一氧化二氮引起的电波是睡眠中电波的两倍，而且似乎更强大。麻省理工学院医学工程爱德华·胡德·塔普林教授、麻省总医院(MGH)麻醉师埃莫里·布朗(Emery Brown)说:“我们真的看了，也很惊讶，因为这完全出乎意料。”“一氧化二氮控制大脑的方式是其他药物无法做到的。”

布朗和共同作者Kara Pavone、Oluwaseun Akeju、Aaron Sampson、Kelly Ling和Patrick Purdon一起参与了这项研究，他们都是MGH的成员。

这一发现是在布朗从2012年开始记录所有麻醉科病人的脑电图读数之后。一个带有六个电极的贴纸被放置在前额上，用来测量由大脑中通信神经元的集体效应引起的电压波动。脑电图信号输入计算机，由计算机记录并在手术室的监视器上以波的形式显示数据。该技术是安全且无创的。

当家庭医生解释麻醉时，他们有时会把它描述为“让病人入睡”，用的是我们最近的经验比较的比喻。但睡眠一点也不像麻醉;它是一种觉醒降低的自然生理状态，在此期间，大脑大约每90分钟在快速眼动和非快速眼动状态之间自然循环。有些人甚至能从最深处的睡眠中被唤醒。

相比之下，麻醉是一种药物诱导的可逆昏迷，患者失去意识，不记得，感觉不到疼痛，也不能动，但生理上是稳定的。只要保持药物的流通，这种昏迷状态就会持续，病人从麻醉中醒来时，会有一种时间未过的感觉。

氧化氮通常在手术的尾端施用，以防止患者无意中，同时从他或她的系统中清除更多有效的醚麻醉剂，或者在整个操作中与醚麻醉剂一起施用以减少后者的剂量。

布朗表示，麻醉学家应该使用脑电图来监测麻醉下患者的脑状态 - 这可能会使可能的麻醉剂量给药决策能够减轻对麻醉下的意识的担忧。“很难想象，在2015年你可以轶事观察这个，”布朗说。

他用氧化亚氧化物产生的纯净强大的慢波簇，以某种方式保持稳定状态 - 而不是仅在几分钟的分钟中消失 - 然后可以用作氧化二氮氧化物，从中可以使用快速恢复的效力。

尽管氧化二氮施用仍然持续三分钟，但这仍然是一个谜。布朗表示，在工作中似乎有一种快速的习惯或脱敏过程。

他认为一氧化二氮可能会阻断来自脑干的信号，否则脑干就会保持清醒。当丘脑和皮质中的某些受体不被一氧化氮束缚时，这些大脑区域通常会从大脑中较低的唤醒中心接收兴奋信号。没有这些信号，就会失去意识，以慢波为标志。“如果你看到缓慢的脑电图振荡，想想脑干发生了什么，”布朗说。

“值得指出的是，一氧化二氮之前已经被证明会影响这些低频振荡，但其作用是减少而不是增加，”澳大利亚斯威本科技大学的神经生物学家大卫·利利(David Liley)说，他没有参与这项研究。

以前的研究主要探讨了较低剂量的一氧化二氮- 它被认为是镇静剂，诱导大脑中的β振荡更快，这表明放松而不是意识丧失。“关于沼泽的研究的好处是他们可以在高流速下使用高浓度，如果单独使用，那么最初意识的志愿者会导致太多的恶心和呕吐，”莱西说。

布朗和他的团队现在正在系统地研究所有主要麻醉剂和麻醉剂组合的脑电图特征和行为效应。

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