每年全球有超过3.5亿例手术，而我们大多数人可能在某个时刻都需要进行需要全身麻醉的手术。尽管全身麻醉是最安全的医疗实践之一，但我们对麻醉药物如何在大脑中发挥作用仍然缺乏全面深入的理解。

事实上，自从180多年前全身麻醉引入医学以来，它在很大程度上一直是个谜。

今天发表在《The Journal of Neuroscience》上的研究为这一过程的复杂性提供了新的线索。全身麻醉药物似乎只影响负责保持我们清醒和警觉的大脑特定部分。

大脑细胞的平衡

在使用果蝇进行的研究中，我们发现了一种麻醉药物与特定类型神经元(脑细胞)相互作用的潜在方式，这与蛋白质有关。你的大脑大约有860亿个神经元，而它们并不都是一样的——正是这些差异使全身麻醉能够发挥作用。

我们并不是完全不知道麻醉药物如何影响我们。1994年的一项重大发现告诉我们，为什么全身麻醉剂能让我们迅速失去意识。但要更好地理解细节，我们首先必须研究大脑细胞之间的微小差异。

广义上讲，大脑中有两类主要的神经元。

第一类是“兴奋性”神经元，主要负责保持我们清醒和警觉。第二类是“抑制性”神经元，它们的任务是调节和控制兴奋性神经元。

在我们日常生活中，兴奋性和抑制性神经元不断地相互作用并保持平衡。

当我们入睡时，大脑中的抑制性神经元会“静音”那些让我们保持清醒的兴奋性神经元。这是一个逐渐发生的过程，这也是为什么你会感到一天比一天累。

全身麻醉剂通过直接使这些兴奋性神经元静音来加速这个过程，而不需要抑制性神经元的作用。这就是为什么麻醉师会告诉你他们会“让你睡着”进行手术：这基本上是同样的过程。

一种特殊的睡眠

虽然我们知道为什么麻醉剂会让我们入睡，但问题是：“为什么我们在手术过程中会一直保持睡眠状态？”如果你今晚入睡，有人试图对你进行手术，你会震惊地醒来。

到目前为止，学术界对于为什么全身麻醉能让人在手术中保持昏迷没有达成共识。

在过去的几十年中，研究人员提出了几种可能的解释，但它们似乎都指向一个根本原因。神经元在接触到全身麻醉剂时停止了相互通信。

虽然“细胞相互通信”这个概念听起来有点奇怪，但它是神经科学的一个基本概念。没有这种通信，我们的大脑将无法正常运作。这使得大脑能够知道身体各处发生了什么。

我们发现了什么？

我们的新研究显示，全身麻醉剂似乎阻止了兴奋性神经元的通信，但不影响抑制性神经元。这一概念并不新颖，但我们发现了一些有力的证据，解释了为什么只有兴奋性神经元受到影响。

为了让神经元相互通信，蛋白质必须参与其中。这些蛋白质的一个任务是让神经元释放称为神经递质的分子。这些化学信使将信号从一个神经元传递到另一个神经元，例如多巴胺、肾上腺素和血清素都是神经递质。

我们发现，全身麻醉剂削弱了这些蛋白质释放神经递质的能力，但仅限于兴奋性神经元。为了测试这一点，我们使用果蝇(Drosophila melanogaster)和超分辨率显微镜，直接观察全身麻醉剂对这些蛋白质在分子层面的影响。

兴奋性和抑制性神经元之间的一个区别在于它们表达不同类型的相同蛋白质。这有点像有两辆同品牌同型号的车，但一辆是绿色的运动款，另一辆是普通的红色款。它们都能完成同样的任务，但略有不同。

神经递质的释放是一个涉及许多不同蛋白质的复杂过程。如果拼图的一部分不完全正确，全身麻醉剂就无法发挥作用。

下一步的研究需要弄清楚拼图中哪个部分不同，以了解为什么全身麻醉剂只会停止兴奋性神经元的通信。

最终，我们的结果暗示全身麻醉药物会在大脑中引起大规模的全局抑制。通过两种方式让兴奋性神经元静音，这些药物让我们入睡并保持这种状态。

本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。