研究：麻醉状态下大脑皮层特定细胞却更活跃

外科手术中经常要使用麻醉技术。（Shutterstock）

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更加活跃，而且出现同步的活动。

主要研究者之一马丁·蒙兹（Martin Munz）介绍说，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，变得更加活跃。

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欢呼，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。”

这份研究4月21日发表于《神经元》（Neuron）期刊。