揭秘不同麻醉深度下人意识的脑内时空变化
“人类意识的本质是什么”不仅是哲学上的思辨，同时更是神经科学领域研究的热门话题之一。临床上由各种原发或继发性神经系统疾病，外伤或者药物常常可以导致患者意识丧失，这种意识丧失可能是永久性的，比如植物状态；也可能是暂时的可逆的，如药物诱导的麻醉状态。由于我们目前对意识丧失的机制理解尚浅，因此如何预测和治疗各种原因引起的意识状态改变仍然是临床上一个非常棘手的问题。由于全身麻醉药可以通过药物剂量来操控患者的意识状态，因此可以作为一个良好的工具来研究意识丧失的作用机制。尽管在细胞分子水平对麻醉药诱导的神经活动进行了深入的研究，也提出了许多假说，如脂质假说，蛋白质假说，但到目前为止，我们对其如何导致意识丧失的原因仍然不清楚。一般而言，清醒的意识状态不仅具有正常的解剖连接性，而且不同的脑网络之间存在良好的功能连接性。随着神经影像技术的发展，可以测定脑内的功能连接性，令宏观水平（大尺度）去理解意识的神经物质基础（neural correlates of consciousness）成为可能。
目前脑功能连接组学已经成为组学(Omics)中很重要的一个分支。复旦大学附属华山医院麻醉科的张军主任医师与神经外科毛颖教授、吴劲松教授，放射科以及加拿大渥太华大学精神健康研究所的Northoff教授等合作，利用华山医院3.0T术中磁共振（iMRI）的优势条件，开展了全身麻醉诱导意识丧失的fMRI研究，已经获得了一些初步结果，相关论文已发表在国际神经影像学一区杂志《NeuroImage》(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26343319)和《Human Brain Mapping》(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24867379) 上。
研究应用临床上全身麻醉最常用的静脉麻醉药丙泊酚或吸入麻醉药七氟烷来诱导垂体瘤患者进入外科水平的麻醉状态，首次实现了在深麻醉状态下进行静息态fMRI扫描。由于进行了气管插管机械通气以及血流动力学的维护，因此避免了麻醉药物引起呼吸循环抑制而造成对脑血流和代谢的干扰，同时除了丙泊酚或者七氟烷维持麻醉深度外，气管插管采用最短效的辅助用药，从而使静息态fMRI扫描真正反映目标麻醉药对神经活动的影响。研究发现与清醒状态相比，麻醉状态下：默认网络与脑中线结构以及默认网络和丘脑皮层网络之间的功能连接性明显下降或消失；患者脑区内和脑区间神经同步化均是下降的；同时我们首次观察到麻醉状态下皮层下，脑中线结构以及外侧脑区的时间变异性发生改变。
进一步分析显示清醒状态下时间变异性和神经同步化之间存在明显的相关性，而麻醉诱导意识丧失后，它们之间的联系就被打破了，提示意识的改变与时间变异性和神经同步化相关性失藕联有关。
由于植物状态下脑网络功能连接性和时间变异性受到损害，我们的麻醉研究意识揭示了自主脑活动的时间变异性，神经同步化以及意识之间的关系，从大尺度上不仅拓展了我们对麻醉药诱导意识丧失的机制以及意识神经生物学基础的理解，而且在临床上为诊断各种病因所致的意识障碍提供了参考标准。
我们将继续与国内外的研究团队进行合作，通过功能神经影像学方法更加深入研究意识的神经相关物，进一步探讨全身麻醉作用机制和临床意识障碍之谜。
(复旦大学附属华山医院麻醉科张军主任医师报道）
来源：《神外资讯》
页:
[1]