无意识的大脑除了沉默

大脑皮层是大脑中有意识的处理的座位。而不是被灭活,特定细胞皮层显示更高的自发活动比清醒时全身麻醉期间,这个活动是在大脑皮层细胞同步。改善我们的理解全身麻醉的神经机制可能会导致更好的麻醉药物和手术结果的改进。

在最近发表的一篇论文神经元罗斯卡组的研究人员教授巴塞尔大学和研究所的分子和临床眼科(伯)揭示不同细胞类型皮层如何改变他们的活动在全身麻醉,帮助理解无意识可能诱导。

你是躺在手术台上。医生告诉你数到5,地方麻醉面具在脸上。4的数,你就失去了知觉。手术后你才会醒来。在你的大脑在此期间发生了什么?

我们可能会认为你的大脑一直沉默。特别是大脑皮层,大脑区域被认为是有意识的处理。然而,近100年来,我们已经了解到,一些细胞在大脑皮层活跃,皮层之间的交替时期的高和低活动在全身麻醉。

使用脑电图电极附着在头皮是为数不多的工具来衡量这一活动,但电极不允许一个识别细胞潜在的这个活动。因此,问题仍然是:细胞导致的节律性活动皮层,以及可能导致意识丧失在全身麻醉。

在无意识的踪迹

皮层是由不同的细胞类型,每个都有不同的功能。不同的麻醉作用于不同的受体,位于不同类型的神经元,的形式分布于整个大脑。然而,所有一般麻醉剂导致意识丧失,所以“我们感兴趣如果有一个共同的神经机制不同麻醉剂”,马丁Munz博士说,一分之三的该研究的作者之一。

在这个神经元出版物,研究人员利用现代基因工具,结合鼠标线标识个人皮质细胞类型来解决这个问题。他们发现与先前被怀疑什么,只有一个特定的细胞类型内皮层,5层锥体神经元活动呈现出增加的趋势,当动物被暴露在不同的麻醉药。

“每个麻醉诱导5锥体神经元活动的韵律层。有趣的是,这些节奏麻醉剂之间的不同。有些慢,有些快。然而,通用于所有麻醉剂的是他们都引起一个对齐的活动。活跃时,所有5层锥体神经元活跃博士说,在同一时间”Arjun Bharioke来自同一研究小组,也是该研究的第一作者。“我们称之为神经元同步”。

5层锥体神经元作为主要的输出中心大脑皮层和连接不同的皮质。因此,他们两个不同皮层区域之间的交流,以及皮层大脑的其他区域。因此,同步跨层5锥体神经元的活动限制了大脑皮层的信息可以输出。

喜欢一群人在一场足球比赛

“看来,不是每个神经元发送不同的信息,在麻醉5层锥体神经元发送相同的信息”,Arjun Bharioke说,“有人会认为这是在人群中当人们从相互交谈,例如足球或篮球比赛之前,为他们的球队欢呼时,在游戏。在比赛开始前,有许多独立的对话。相比之下,在比赛期间,所有的观众都欢呼他们的团队。因此,只有一个信息传输整个人群”。

之前工作提出了通过断开出现意识丧失的皮质的大脑休息。入会团队的结果表明机制由过渡到这可能发生,降低信息输出从皮层,在麻醉。

亚历山德拉Brignall,第三个第一作者和一名兽医贸易说:“麻醉剂是非常强大的,在手术的人都可以证明。但他们也并不总是容易使用。在手术期间,必须持续监测麻醉深度以确保病人不是太深或太浅。我们知道麻醉剂是如何工作的,他们所做的在大脑中,越好。也许这将有助于研究人员开发新的药物来更具体的目标相关的细胞在大脑中无意识。”

“我们的发现是高度相关的医学,因为麻醉是一种最常见的医疗程序执行。了解麻醉的神经机制可能会导致更好的麻醉药物和手术结果的改进”,罗斯卡说,通讯作者和入会分子研究中心的主任。

参考:Bharioke, Munz M, Brignall, et al .全身麻醉全球同步活动有选择地在第5层皮质锥体神经元。神经元。2022年。doi:10.1016 / j.neuron.2022.03.032

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。